[发明专利]一种单周期三相六开关功率因数校正PWM调制器

说明书

本发明公开了一种单周期三相六开关功率因数校正PWM调制器，包括：误差放大器、积分器、复位时钟信号发生器、电容耦合隔直电路、反向放大器和PWM调制电路；误差放大器的两个输入端分别输入基准电压和取样电压，误差放大器的输出端连接积分器的反相输入端，积分器的复位端连接复位时钟信号发生器的输出端,积分器的输出端连接电容耦合隔直电路，电容耦合隔直电路的输出端连接反向放大器的反输入端，反向放大器的同相输入端接地；PWM调制电路的不同输入端分别输入反向放大器的输出电压、三相输入、和复位时钟信号，输出PWM驱动信号。本发明中，积分器的积分参数τ与工作频率不需要严格配套，同时可以消去元器件温度特性的影响。

技术领域

本发明属于电能变换装置的交流-直流变换器技术领域，更具体地，涉及一种单周期三相六开关功率因数校正PWM调制器。

背景技术

伴随着电力电子技术的广泛应用,电网谐波污染的危害越来越引起人们的关注,接入电网的设备产生的谐波使得电网的安全受到很大的危害，严重时可使得接入同一电网的其他设备不能正常工作，甚至造成设备损坏，这些严重的后果迫使人们对电能变换装置的输入电流总谐波失真(THD)的要求、及输入功率因数(PF)的要求越来越高。因此，用电设备的功率因数校正一直是业界十分关注的课题，而且今后必将会越来越重视。在功率因数校正电路中，三相功率因数校正占据有十分重要的位置，尤其是三相六开关型，由于其性能好，效率高，特别适合于中大功率的应用场合。将单周期控制技术应用于三相六开关型功率因数校正，有着很多相对于传统控制技术的优势，这种控制方法取消了传统控制方法中的乘法器，使得控制电路简洁、动态响应快、稳定性好易于实现，是一种很好的控制方法。

单周期三相六开功率因数校正的控制方程为：

式中τ为积分器的积分时间常数,τ＝0.5*T_s，T_s为该控制电路复位时钟发生器的工作周期，R_s为三相电流的取样电阻，i_a、i_b、i_c为三相电流，方程式右边部分的功能为PWM调制器，方程式左边为输入电流检测电路。现有的单周期三相六开关功率因数校正技术PWM调制器的实现方案，如图2所示：输出电压经取样后，与参考基准一同送入由Z₁、Z及运算放大器N₁构成的误差放大器，误差放大器的输出作为由电阻R₁、电容C₁、复位开关S及运算放大器N₂构成的可复位积分器的输入，同时送入由电阻R₂、R₃、R₄、及运算放大器N₃构成的反向加法器；复位时钟脉冲信号送入积分器的复位控制端、同时送入三路RS触发器D₁、D₂及D₃的S端，积分器及复位时钟信号发生器构成锯齿波发生器的功能；反向加法器的输出送入与三相输入A、B、C对应的三路比较器N₄、N₅及N₆，与三相电流所对应的控制参考量相比较，三路比较器N₄、N₅及N₆的输出送入相对应的三个RS触发器D₁、D₂及D₃的R端，由三个RS触发器D₁、D₂及D₃的Q端及Q非端经过死区电路得到所需的PWM输出。