[发明专利]改善单相维也纳整流器中点电压不平衡的整流电路及方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力电子交流领域，特别涉及改善单相维也纳整流器中点电压 不平衡的整流电路及方法。

背景技术

单相VIENNA整流器电路结构简单，开关管承受的电压为输出电压的一半， 同等输出电压情况下，能有效地降低开关管的电压应力。另外，该电路具有三 电平结构，因而，在确定电流纹波要求下，可以采用较小的滤波电感。由于上 述特点使得该电路在单相功率因数校正(PFC)场合具有良好应用前景。

但是三电平结构拓扑的中点电位不平衡的问题一直存在，中点电位不平衡 的危害是多方面的，例如电容上的电压波动会降低电容的使用寿命，由于不均 衡的电压造成的某相桥臂的功率器件承受的电压偏大等等。解决的思路也是在 大范围内防止中点电位偏移，在小范围内尽量减小中点波动的幅度。中点平衡 的控制总体上分为硬件控制和软件控制，现有的硬件控制电路具有电路拓扑复 杂，控制效果不佳等缺点。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供改善单相维也纳整流 器中点电压不平衡的整流电路，针对单相维也纳整流器中点电压不平衡问题， 采用一种LC可控电路，实时调节输出电容接入值，达到自动补偿中点电位的效 果，有效解决了维也纳整流电路的中点电位不平衡的问题。

本发明的另一目的在于提供改善单相维也纳整流器中点电压不平衡的整流 方法。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：

改善单相维也纳整流器中点电压不平衡的整流电路，包括第一LC可控电路、 第二LC可控电路、采样电路、辅助电源模块、单片机控制模块和驱动模块；所 述辅助电源模块分别为单片机控制模块、驱动模块供电，采样电路采集单相维 也纳整流器输出的上部中点电位Un1、单相维也纳整流器输出的下部中点电位 Un2，并将采集的Un1、Un2传输至单片机控制模块，单片机控制模块经过计算 后输出相应的驱动信号至驱动模块，驱动模块输出的驱动信号分别传输至第一 LC可控电路、第二LC可控电路，第一LC可控电路的移相角减小、第二LC可控 电路的移相角增大，或者第一LC可控电路的移相角增大，第二LC可控电路的 移相角减小，通过负反馈使得Un1、Un2自动调节，补偿单相维也纳整流器不平 衡的中点电压，直至平衡。

所述改善单相维也纳整流器中点电压不平衡的整流电路，还包括

第一电压传感器，用于采集输入单相维也纳整流器的市电电压Ui；

第四电压传感器，用于采集单相维也纳整流器输出电压Udc；

以及第一电流传感器，用于采集单相维也纳整流器输入电流Ii；

采集的Ui、Udc、Ii传输至单片机控制模块，用于单片机控制模块控制单 相维也纳整流器工作在功率因数为1的状态。

所述第一LC可控电路包括第五开关管、第六开关管、第九二极管、第十二 极管、第一电容、第一电感，其中第五二极管反并联在第五开关管上，第六二 极管反并联在第六开关管上，第五开关管的漏极分别接第九二极管的正极和第 一电感的一端，第一电感的另一端接单相维也纳整流器输出电压高电位，第五 开关管的源极分别接第十二极管的正极和第一电容的负极，第一电容的正极分 别接第九二极管的负极和第六开关管的漏极，第六开关管的源极分别接第十二 极管的负极和单相维也纳整流器输出中点电位。

所述第二LC可控电路包括第七开关管、第八开关管、第十一二极管、第十 二二极管、第二电容、第二电感，其中第七二极管反并联在第七开关管上，第 八二极管反并联在第八开关管上，第七开关管的漏极分别接第十一二极管的正 极和第二电感的一端，第二电感的另一端接单相维也纳整流器输出中点电位， 第七开关管的源极分别接第十二二极管的正极和第二电容的负极，第二电容的 正极分别接第十一二极管的负极和第八开关管的漏极，第八开关管的源极分别 接第十二二极管的负极和单相维也纳整流器输出电压低电位。