[实用新型]一种带有PFC功能的三相AC-DC电源

说明书

本实用新型公开了一种带有PFC功能的三相AC‑DC电源，包括三相整流电路、PFC电路、DC‑DC电路、PFC及防浪涌控制电路和反馈控制电路，三相整流电路由三组串联二极管和输入电容Cin组成；PFC电路由二极管D1、开关管S1和电感Lb组成；DC‑DC电路由串联开关管S2、S3、串联电容C1、C2，变压器、串联二极管D8、D9、串联二极管D10、D11和输出电容Co组成；PFC及防浪涌控制电路的一端接储能电容Cb的正极电路接口，另一端接PFC电路；反馈控制电路的一端接输出电容Co的电路接口，另一端接DC‑DC电路。本实用新型控制简单、兼有防浪涌的功能，整个AC‑DC体积、重量轻、效率高。

技术领域

本实用新型涉及高频开关电源技术领域，具体为一种带有PFC功能的三相AC-DC电源。

背景技术

对于单相或三相输入的高频开关电源，工业规范和国军标(GJB)均有对输入功率因数(PF)的要求，如要求PF>0.9或PF>0.99等等，除了对PF的要求之外，还有对输入电流谐波失真量(THD)的要求，如比较严格的规范要求THD<5％，在GJB的CE101测试相中，则规定了各次谐波上限相对值或绝对值，对于交流输入的开关电源来讲，不同的应用场景有不同PF要求规范，也要求开关电源使用不同的功率因数校正(PFC)技术。

对于三相输入的AC-DC，要做到完整的功率因数校正(PF～1)，电路是比较复杂的，需要多个可控的功率开关，分别对三相输入电流进行调，如六开关的双向整流桥，3个双向开关的Vienna电路，这些电路拓扑使用较多的功率器件，每个开关周期都要施以PWM方式的控制，还需要DSP的编程控制，给三相PFC变换器的设计增加了成本和难度。

在很多应用场景中并不需要太高的功率因数，如只需要PF>0.9或PF>0.95,对THD并无要求，这种情况可以采用无源PFC的方法，原则上可以通过减小储能电容来提高功率因数，这样会带来直流总线电压工频纹波变大的问题，如果必须使用较大容量的储能电容，就需要再串联工频电感进行输入电流的整定，适当设计无源PFC电感和储能电容，能够做到PF>0.9甚至0.95的效果。但是无源PFC的电感非常大，无论是体积还是重量都会在开关电源中占很大比重，业界仍然期待一种电路结构简单，体积小重量轻的PFC方案。

三相输入域AC-DC的一个问题是DC-DC变换器开关管的耐压选择问题。对于三相380V的输入，整流后的直流电压为540V左右，考虑设尖峰电压的问题，无法选择600V耐压的开关管，如果使用800V或900V的开关管，开关管的性能大大降低，无论是导通电阻还是开关损耗，800V/900V的器件都比600V的器件差很多，因此我们期待PFC电路输出400V以下的直流电压，以便有利于DC-DC的设计。

三相输入AC-DC电源的另一个问题是输入冲击电流的问题，由于AC-DC的直流总线上挂有很大容量的电容，在AC-DC开机的瞬间，可能造成很高的输入浪涌电流，会对输入导线，输入开关，和输入保险丝带来很大的冲击，因此浪涌电路是AC-DC的必备功能，一般需要在输入交流总线或直流总线上串接继电器或电子开关，而在正常工作后这个继电器或电子开关是不再工作的，技术上是有机会把防浪涌的功能和PFC的功能合二为一，到达简化电路，提升效率的作用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种带有PFC功能的三相AC-DC电源，PFC电路控制简单、兼有防浪涌的功能，整个AC-DC体积小、重量轻、效率高，解决了现有技术中的问题。