一種大降壓變比諧波電流注入型三相功率因數(shù)校正電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種大降壓變比諧波電流注入型三相功率因數(shù)校正電路。
【背景技術(shù)】
[0002] 電力電子裝置中的不可控整流或相控整流會在網(wǎng)側(cè)產(chǎn)生大量的諧波電流，導(dǎo)致電 源系統(tǒng)利用率低、損耗大、影響用電設(shè)備的正常工作甚至危及整個電網(wǎng)的穩(wěn)定運行，諧波治 理越來越得到學(xué)術(shù)界和各國政府的重視，已出臺了許多諧波限制標(biāo)準(zhǔn)來規(guī)范用電設(shè)備的諧 波含量。如IEC61000-3-2，GB17625.1等標(biāo)準(zhǔn)，明確規(guī)定電子設(shè)備的諧波電流限值，只有滿足 規(guī)范要求的電子設(shè)備才允許上市。
[0003] 5千瓦以上功率用電設(shè)備通常采用三相供電的大功率用電設(shè)備，產(chǎn)生的諧波污染 大，功率因數(shù)校正(PFC)技術(shù)卻沒有得到普遍的應(yīng)用，主要源于三相PFC技術(shù)的發(fā)展不夠成 熟，實際應(yīng)用中系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和控制復(fù)雜，實現(xiàn)困難。最常見的三相PFC電路結(jié)構(gòu)為PWM整流器， 可分為兩大類：電壓型PWM整流器和電流型PWM整流器。前者為升壓型結(jié)構(gòu)，輸出電壓大于三 相輸入線電壓的峰值，對于國內(nèi)U11=380V(歐洲400V)工業(yè)用電，輸出直流電壓一般達(dá)到700 ~800V;北美地區(qū)的480V(或600V)動力供電，輸出電壓更高。電流型P麗整流器為降壓型結(jié) 構(gòu)，輸出電壓
^適用于低壓輸出的應(yīng)用場合。近些年出現(xiàn)了一類諧波電流注入 型三相PFC電路，如SWISS整流器為其中一種降壓結(jié)構(gòu)，但諧波電流注入網(wǎng)絡(luò)容易出現(xiàn)相間 短路風(fēng)險，且在較低電壓輸出時，占空比過小，不利于系統(tǒng)效率的優(yōu)化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種大降壓變比諧波電流注入型三相功率因數(shù) 校正電路，拓寬占空比，在較大降壓變比條件下實現(xiàn)三相PFC。
[0005] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種大降壓變比諧波電流注入型三 相功率因數(shù)校正電路，其特征在于：包括三相交流輸入電源Uin、三相整流橋DBl、功率 MOSFET管S1、功率MOSFET管S2、諧波電流注入網(wǎng)絡(luò)、開關(guān)電感網(wǎng)絡(luò)、輸出濾波電容Cf及負(fù)載 RL;所述諧波電流注入網(wǎng)絡(luò)包括二極管D1、二極管D2、二極管D3、二極管D4、二極管D5、二極 管D6、二極管D9、二極管D10、二極管D11、二極管D12、二極管D13、二極管D14、功率MOSFET管 Sy 1、功率MOSFET管Sy2及功率MOSFET管Sy3，所述開關(guān)電感網(wǎng)絡(luò)包括二極管D7、二極管D8、電 感Ll及電感L2;所述三相交流輸入電源Uin的三個輸入相電壓分別與三相整流橋DBl的三個 輸入端連接，所述三相交流輸入電源Uin的三個輸入相電壓還分別與二極管D9的陰極和二 極管D10的陽極、二極管D11的陰極和二極管Dl 2的陽極、二極管D13的陰極和二極管D14的陽 極連接;所述三相整流橋DB 1的正輸出端與功率MOSFET管S1的漏極連接，所述三相整流橋 DBl的負(fù)輸出端與功率MOSFET管S2的源極連接;所述功率MOSFET管Sl的源極與二極管Dl的 陰極、二極管D3的陰極、二極管D5的陰極、二極管D7的陰極及電感Ll的一端連接;二極管Dl 的陽極與二極管D9的陽極及功率MOSFET管Sy 1的源極連接，二極管D3的陽極與二極管Dl 1的 陽極及功率MOSFET管Sy 2的源極連接，二極管D5的陽極與二極管D13的陽極及功率MOSFET管 Sy3的源極連接;所述功率MOSFET管S2的漏極與二極管D2的陽極、二極管D4的陽極、二極管 D6的陽極、二極管D8的陽極及電感L2的一端連接；二極管D2的陰極與二極管DlO的陰極及 MOSFET管Sy 1的漏極連接，二極管D4的陰極與二極管D12的陰極及MOSFET管Sy2的漏極連接， 二極管D6的陰極與二極管D14的陰極及MOSFET管Sy3的漏極連接;所述電感Ll的另一端與電 感D8的陰極、輸出濾波電容Cf的正極及負(fù)載RL的一端連接;所述電感L2的另一端與電感D7 的陽極、輸出濾波電容Cf的負(fù)極及負(fù)載RL的另一端連接。
[0006] 進(jìn)一步的，所述功率MOSFET管Sl、功率MOSFET管S2、功率MOSFET管Syl、功率MOSFET 管Sy2及功率MOSFET管Sy3或為IGBT功率開關(guān)管。
[0007] 進(jìn)一步的，所述二極管Dl、二極管D2、二極管D3、二極管D4、二極管D5、二極管D6、二 極管D7及二極管D8是快恢復(fù)功率二極管。
[0008] 進(jìn)一步的，所述電感Ll及電感L2的工作模式為電感電流連續(xù)CCM、電感電流斷續(xù) DCM或電感電流臨界BCM。
[0009] 進(jìn)一步的，所述輸出濾波電容Cf為儲能電解電容。
[0010] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果： 1、 本發(fā)明的三開關(guān)的諧波電流注入網(wǎng)絡(luò)可以有效降低輸入電源相間短路的風(fēng)險； 2、 本發(fā)明可以實現(xiàn)在占空比相同的情況下，使得輸出電壓更低，實現(xiàn)大降壓變比工作； 3、 本發(fā)明的能量全部一次傳遞，開關(guān)管電壓應(yīng)力小，電感并聯(lián)續(xù)流放電，導(dǎo)通損耗小， 有利于效率提升； 4、 本發(fā)明無需復(fù)雜的矢量控制，只要采用DC/DC PffM控制技術(shù)，就可以實現(xiàn)三相輸入電 流正化弦，易于實現(xiàn)。
【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明的具體實施電路圖。
[0012] 圖2是本發(fā)明的諧波電流注入網(wǎng)絡(luò)的開關(guān)管的驅(qū)動信號與三相輸入電源的時序 圖。
[0013] 圖3是本發(fā)明在穩(wěn)態(tài)工作時的電壓電流波形圖。
[0014]圖4是本發(fā)明在區(qū)間①工作時的等效電路圖。
[0015]圖5是圖4的簡化電路圖。
[0016]圖6a是本發(fā)明在區(qū)間①工作時階段1的電流通路圖。
[0017 ]圖6b是本發(fā)明在區(qū)間①工作時階段2的電流通路圖。
[0018] 圖6c是本發(fā)明在區(qū)間①工作時階段3的電流通路圖。
[0019] 圖6d是本發(fā)明在區(qū)間①工作時階段4的電流通路圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0021]請參照圖1，本實施例提供一種大降壓變比諧波電流注入型三相功率因數(shù)校正電 路，其特征在于:包括三相交流輸入電源Uin、三相整流橋DBl、功率MOSFET管Sl、功率MOSFET 管S2、諧波電流注入網(wǎng)絡(luò)、開關(guān)電感網(wǎng)絡(luò)、輸出濾波電容Cf及負(fù)載RL;所述諧波電流注入網(wǎng) 絡(luò)包括二極管Dl、二極管D2、二極管D3、二極管D4、二極管D5、二極管D6、二極管D9、二極管 D10、二極管D11、二極管D12、二極管D13、二極管D14、功率MOSFET管Syl、功率MOSFET管Sy2及 功率MOSFET管Sy3,所述開關(guān)電感網(wǎng)絡(luò)包括二極管D7、二極管D8、電感Ll及電感L2;所述三相 交流輸入電源Uin的三個輸入相電壓分別與三相整流橋DBl的三個輸入端連接，所述三相交 流輸入電源Uin的三個輸入相電壓還分別與二極管D9的陰極和二極管DlO的陽極、二極管 Dl 1的陰極和二極管D12的陽極、二極管D13的陰極和二極管D14的陽極連接;所述三相整流 橋DB 1的正輸出端與功率MOSFET管S1的漏極連接，所述三相整流橋DB 1的負(fù)輸出端與功率 MOSFET管S2的源極連接;所述功率MOSFET管Sl的源極與二極管Dl的陰極、二極管D3的陰極、 二極管D5的陰極、二極管D7的陰極及電感Ll的一端連接;二極管Dl的陽極與二極管D9的陽 極及功率MOSFET管Sy 1的源極連接，二極管D3的陽極與二極管Dl 1的陽極及功率MOSFET管 Sy2的源極連接，二極管D5的陽極與二極管D13的陽極及功率MOSFET管Sy3的源極連接;所述 功率MOSFET管S2的漏極與二極管D2的陽極、二極管D4的陽極、二極管D6的陽極、二極管D8的 陽極及電感L2的一端連接；二極管D2的陰極與二極管DlO的陰極及MOSFET管Syl的漏極連 接，二極管D4的陰極與二極管D12的陰極及MOSFET管Sy2的漏極連接，二極管D6的陰極與二 極管D14的陰極及MOSFET管Sy3的漏極連接;所述電感Ll的另一端與電感D8的陰極、輸出濾 波電容Cf的正極及負(fù)載RL的一端連接;所述電感L2的另一端與電感D7的陽極、輸出濾波電 容Cf的負(fù)極及負(fù)載RL的另一端連接。
[00