[发明专利]一种大直流电压增益的降压型三相功率因数校正电路

说明书

本发明涉及一种大直流电压增益的降压型三相功率因数校正电路,通过一种三开关谐波电流注入电路，对工频整流时输入相电流为死区的部分进行补偿，从而实现三相电流正弦控制。谐波电流注入电路中的开关切换不存在将输入电压短路的风险，注入支路桥臂之间的换流可以实现无死区的平滑过渡，进一步减小输入电流畸变；引入抽头电感电路，将绕组分为n1、n2两个部分，通过改变n1或n2的值就可以在相同的开关管占空比下得到不同的直流增益，即具有拓宽占空比的功能；结合谐波电流注入电路的开关控制，实现大直流电压增益降压输出。本发明无需复杂的矢量控制，只要采用DC/DC PWM控制技术，就可以在实现三相输入电流正弦化的同时实现大直流电压增益降压输出，控制方便易于实现，不仅拓宽了占空比的工作范围，且有利于降低导通损耗。

技术领域

本发明涉及电能变换领域，具体涉及一种大直流电压增益的降压型三相功率因数校正电路。

技术背景

电力电子装置中的不可控整流或相控整流会在电网侧产生大量的谐波电流，导致电源系统利用率低、损耗大、影响用电设备的正常工作甚至危及整个电网的稳定运行，谐波治理越来越得到学术界和各国政府的重视，已出台了许多谐波限制标准来规范用电设备的谐波含量。如IEC61000-3-2，GB17625.1等标准，明确规定电子设备的谐波电流限值，只有满足规范要求的电子设备才允许上市。

5千瓦以上功率用电设备通常采用三相供电的大功率用电设备，产生的谐波污染大，功率因数校正（PFC）技术却没有得到普遍的应用，主要源于三相PFC技术的发展不够成熟，实际应用中系统结构和控制复杂，实现困难。最常见的三相PFC电路结构为PWM整流器，可分为两大类：电压型PWM整流器和电流型PWM整流器。前者为升压型结构，输出电压大于三相输入线电压的峰值，对于国内380V（欧洲400V）的工业用电，输出直流电压一般达到700~800V；北美地区的480V（或600V）动力供电，输出电压更高。电流型PWM整流器为降压型结构，适用于低压输出的应用场合。近些年出现了一类谐波电流注入型三相PFC电路，如SWISS整流器为其中一种降压结构，但谐波电流注入网络容易出现相间短路风险，且在较低电压输出时，占空比过小，不利于系统效率的优化。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种大直流电压增益的降压型三相功率因数校正电路，拓宽占空比，在较大直流电压增益的降压条件下实现三相功率因数校正。

本发明采取的技术方案为：

一种大直流电压增益的降压型三相功率因数校正电路，它包括三相交流输入电源Uin、滤波电路、三相整流桥DB1、IGBT管Q1、IGBT管Q2、谐波电流注入电路、抽头电感电路、输出滤波电容C4及负载R1；所述滤波电路包括滤波电感L1、滤波电感L2、滤波电感L3、滤波电容C1、滤波电容C2和滤波电容C3；所述谐波电流注入电路包括二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D6、二极管D7、二极管D8、二极管D9、二极管D10、二极管D11、二极管D12、功率MOSFET管Sy1、功率MOSFET管Sy2及功率MOSFET管Sy3；所述抽头电感电路包括带抽头电感L1、带抽头电感L2及功率MOSFET管Sy4。

所述三相交流输入电源Uin的三个输入相电压分别与滤波电感L1的一端、滤波电感L2的一端、滤波电感L3的一端连接；滤波电感L1的另一端连接在滤波电容C1的一端；滤波电感L2的另一端连接在滤波电容C2的一端；滤波电感L3的另一端连接在滤波电容C3的一端；滤波电容C1、滤波电容C2、滤波电容C3的另一端连接在一起。