一種三相交錯并聯功率因數校正電路制造技術

一種三相交錯并聯功率因數校正電路，包括第一轉換單元、第二轉換單元、以及并聯的第一電容組和第二電容組；每個三相輸入端均連接有相應的第一轉換單元和第二轉換單元。第一轉換單元和第二轉換單元相對應的拓撲結構交錯并聯，形成三相三開關三電平拓撲交錯并聯的功率因數校正電路。在工作過程中，紋波電流相互抵消，降低輸入輸出電流脈動，有效減少電磁干擾，提高電源的功率密度；紋波電流的降低有效減少濾波電容和電感的體積，改善電路散熱性能，保證電源系統的可靠性；而且，三相交錯并聯功率因數校正電路中的電感采用耦合電感的物理結構，在交錯并聯的基礎上，進一步降低輸入電流和電感電流的脈動，減小電感的體積，降低成本并提高可靠性。

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及功率因數校正
，具體涉及一種三相交錯并聯功率因數校正電路。
技術介紹
隨著新能源產業的發展，功率因數校正已成為電源系統設計中不可或缺的一部分。其中，功率因數是指有效功率與總耗電量(視在功率)的比值，用于衡量電力被有效利用的程度，功率因數越高，電力利用率越高；而功率因數校正則是通過調整電流和電壓相位的方式，提高功率因數。在電源系統中通常設置有功率因數校正電路，用于實現功率因數校正，提高電力利用率。為了進行功率因數校正，目前通常使用如圖1所示的功率因數校正電路。該功率因數校正電路為由6只功率開關器件組成的三相PWM(PulseWidthModulation，脈沖寬度調制)整流電路；每相輸入電流通過電感流入相應的橋臂，每個橋臂由上下2只功率開關器件組成，即A相輸入電流Ia通過濾波電感La流入橋臂，相應的橋臂由功率開關器件S1和S4串聯組成；B相輸入電流Ib通過濾波電感Lb流入橋臂，相應的橋臂由功率開關器件S2和S5串聯組成；C相輸入電流Ic通過濾波電感Lc流入橋臂，相應的橋臂由功率開關器件S3和S6串聯組成；母線電壓Vbus和地線之間連接有濾波電容Co。在實際工作過程中，每相輸入電流可通過控制相應橋臂上的2只功率開關器件的開啟或關斷，達到功率因數校正的目的。然而，技術人通過研究發現，在高功率電源的設計中，較高的電壓和電流容易導致高電磁干擾；而且為了耐受高電壓和高電流，功率因數校正電路通常需要采用高電感值的濾波電感和高電容值的濾波電容，由此濾波電感和濾波電容的體積也越來越大，加工成本、難度高的同時容易引起工作熱量集聚，導致功率因數校正電路甚至整個電源系統過熱、產生工作異常，電源系統的可靠性低。
技術實現思路
本申請提供一種三相交錯并聯功率因數校正電路，以解決現有技術中電源系統電磁干擾高、加工成本及難度高、可靠性低的問題。根據第一方面，一種實施例中提供一種三相交錯并聯功率因數校正電路，包括第一轉換單元、第二轉換單元、以及并聯的第一電容組和第二電容組，其中：每個三相輸入端均連接有相應的第一轉換單元和第二轉換單元；所述第一轉換單元包括第一電感、第一二極管、第二二極管、第三二極管、第四二極管、第一功率管和第二功率管；所述第一電容組的兩端并聯所述第一二極管、所述第一功率管、所述第二功率管和所述第四二極管的串聯電路；所述第一功率管和所述第二功率管的中間節點與所述第一電容組的中間節點連接；所述第一二極管和所述第一功率管的中間節點、以及所述第二功率管和所述第四二極管的中間節點之間，并聯第二二極管和第三二極管的串聯電路；所述第一電感的一端與所述三相輸入端連接、另一端與所述第二二極管和第三二極管之間的中間節點連接；所述第一轉換單元包括第一電感、第一二極管、第二二極管、第三二極管、第四二極管、第一功率管和第二功率管；所述第一電容組的兩端并聯所述第一二極管、所述第一功率管、所述第二功率管和所述第四二極管的串聯電路；所述第一功率管和所述第二功率管的中間節點與所述第一電容組的中間節點連接；所述第一二極管和所述第一功率管的中間節點、以及所述第二功率管和所述第四二極管的中間節點之間，并聯第二二極管和第三二極管的串聯電路；所述第一電感的一端與所述三相輸入端連接、另一端與所述第二二極管和第三二極管之間的中間節點連接；所述第一功率管和第二功率管上的驅動PWM波形相位，超前或滯后所述第三功率管和第四功率管上的驅動PWM波形相位180度。可選地，所述第一電感和所述第二電感為耦合電感?？蛇x地，所述第一功率管、所述第二功率管、所述第三功率管以及所述第四功率管均包括場效應晶體管或絕緣柵雙極型晶體管。可選地，所述第二二極管、所述第三二極管、所述第六二極管以及所述第七二極管均包括高壓整流二極管?？蛇x地，所述第一二極管、所述第四二極管、所述第五二極管以及所述第八二極管均包括高頻高壓續流二極管?？蛇x地，所述高頻高壓續流二極管包括超快恢復二極管或碳化硅二極管。可選地，所述第一電感和所述第二電感的匝數相等。可選地，所述第一電容組包括串聯的第一電容和第二電容，所述第一電容和所述第二電容之間的中間節點為所述第一電容組的中間節點；所述第二電容組包括串聯的第三電容和第四電容，所述第三電容和所述第四電容之間的中間節點為所述第二電容組的中間節點?？蛇x地，所述第一電容的電容值與所述第二電容的電容值相等，且所述第三電容的電容值與所述第四電容的電容值相等?？蛇x地，所述第一電感的電感值和所述第二電感的電感值相等。依據上述實施例的三相交錯并聯功率因數校正電路，包括第一轉換單元、第二轉換單元、以及并聯的第一電容組和第二電容組；每個三相輸入端均連接有相應的第一轉換單元和第二轉換單元。所述第一轉換單元和第二轉換單元相對應的拓撲結構交錯并聯，形成三相三開關三電平拓撲交錯并聯的功率因數校正電路，在工作過程中，紋波電流相互抵消，降低輸入輸出電流脈動，從而有效降低電磁干擾，提高電源的功率密度；而且，紋波電流的降低進一步減少濾波電容和電感的體積，在降低生產成本的同時，能夠改善電路散熱性能，保證電源系統的可靠性；另外，所述三相交錯并聯功率因數校正電路中的電感采用耦合電感的物理結構，在交錯并聯的基礎上，進一步降低輸入電流和電感電流的脈動，減小電感的體積，能夠有效降低成本和提高可靠性。附圖說明圖1為一種目前功率因數校正電路的結構示意圖；圖2為本技術實施例提供的一種三相交錯并聯功率因數校正電路第一轉換單元的結構示意圖；圖3為本技術實施例提供的一種三相交錯并聯功率因數校正電路第二轉換單元的結構示意圖；圖4為本技術實施例提供的一種三相交錯并聯功率因數校正電路的結構示意圖；圖5為本技術實施例提供的一種紋波電流結果示意圖。具體實施方式下面通過具體實施方式結合附圖對本技術作進一步詳細說明。本技術實施例提供的三相交錯并聯功率因數校正電路，包括第一轉換單元、第二轉換單元，以及并聯的第一電容組和第二電容組；對于電源系統的三相交流電，每個三相輸入端均連接有相應的第一轉換單元和第二轉換單元；A相交流電的輸入端連接有與所述A相交流電相對應的第一轉換單元和第二轉換單元；B相交流電的輸入端連接有與所述B相交流電相對應的第一轉換單元和第二轉換單元；C相交流電的輸入端連接有與所述C相交流電相對應的第一轉換單元和第二轉換單元；而且，A相交流電、B相交流電和C相交流電的相位依次相差120度。在本技術實施例中，以A相交流電的輸入端所連接的第一轉換單元、第二轉換單元為例，對所述第一轉換單元和第二轉換單元的結構進行詳細描述。請參考圖2，為本技術實施例提供的一種三相交錯并聯功率因數校正電路第一轉換單元的結構示意圖。所述第一轉換單元包括第一電感L1、第一二極管D1、第二二極管D2、第三二極管D3、第四二極管D4、第一功率管Q1和第二功率管Q2。所述第一電容組包括串聯的第一電容C1和第二電容C2，可選地，所述第一電容C1的電容值和所述第二電容C2的電容值相等；當然在具體實施時，所述第一電容組可以包括任意多個串聯或者并聯的電容，在本技術實施例中不做限定。所述第一電容組的兩端并聯所述第一二極管D1、所述第一功率管Q1、所述第二功率管Q2以及所述第四二極管D4的串聯電路，所述第一電容組的兩本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種三相交錯并聯功率因數校正電路，其特征在于，包括第一轉換單元、第二轉換單元、以及并聯的第一電容組和第二電容組，其中：每個三相輸入端均連接有相應的第一轉換單元和第二轉換單元；所述第一轉換單元包括第一電感、第一二極管、第二二極管、第三二極管、第四二極管、第一功率管和第二功率管；所述第一電容組的兩端并聯所述第一二極管、所述第一功率管、所述第二功率管和所述第四二極管的串聯電路；所述第一功率管和所述第二功率管的中間節點與所述第一電容組的中間節點連接；所述第一二極管和所述第一功率管的中間節點、以及所述第二功率管和所述第四二極管的中間節點之間，并聯第二二極管和第三二極管的串聯電路；所述第一電感的一端與所述三相輸入端連接、另一端與所述第二二極管和第三二極管之間的中間節點連接；所述第二轉換單元包括第二電感、第五二極管、第六二極管、第七二極管、第八二極管、第三功率管和第四功率管；所述第二電容組的兩端并聯所述第五二極管、所述第三功率管、所述第四功率管和所述第八二極管的串聯電路；所述第三功率管和所述第四功率管的中間節點與所述第二電容組的中間節點連接；所述第五二極管和所述第三功率管的中間節點、以及所述第四功率管和所述第八二極管的中間節點之間，并聯第六二極管和第七二極管的串聯電路；所述第二電感的一端與所述三相輸入端連接、另一端與所述第六二極管和第七二極管之間的中間節點連接；所述第一功率管上的驅動PWM波形相位，超前或滯后所述第三功率管上的驅動PWM波形相位180度；所述第二功率管上的驅動PWM波形相位，超前或滯后所述第四功率管上的驅動PWM波形相位180度。...

【技術特征摘要】
1.一種三相交錯并聯功率因數校正電路，其特征在于，包括第一轉換單元、第二轉換單元、以及并聯的第一電容組和第二電容組，其中：每個三相輸入端均連接有相應的第一轉換單元和第二轉換單元；所述第一轉換單元包括第一電感、第一二極管、第二二極管、第三二極管、第四二極管、第一功率管和第二功率管；所述第一電容組的兩端并聯所述第一二極管、所述第一功率管、所述第二功率管和所述第四二極管的串聯電路；所述第一功率管和所述第二功率管的中間節點與所述第一電容組的中間節點連接；所述第一二極管和所述第一功率管的中間節點、以及所述第二功率管和所述第四二極管的中間節點之間，并聯第二二極管和第三二極管的串聯電路；所述第一電感的一端與所述三相輸入端連接、另一端與所述第二二極管和第三二極管之間的中間節點連接；所述第二轉換單元包括第二電感、第五二極管、第六二極管、第七二極管、第八二極管、第三功率管和第四功率管；所述第二電容組的兩端并聯所述第五二極管、所述第三功率管、所述第四功率管和所述第八二極管的串聯電路；所述第三功率管和所述第四功率管的中間節點與所述第二電容組的中間節點連接；所述第五二極管和所述第三功率管的中間節點、以及所述第四功率管和所述第八二極管的中間節點之間，并聯第六二極管和第七二極管的串聯電路；所述第二電感的一端與所述三相輸入端連接、另一端與所述第六二極管和第七二極管之間的中間節點連接；所述第一功率管上的驅動PWM波形相位，超前或滯后所述第三功率管上的驅動PWM波形相位180度；所述第二功率管上的驅動PWM波形相位，超前或滯后所述第四功率管上的驅動PWM波形相位180度。2....

【專利技術屬性】
技術研發人員：戴國峰，
申請(專利權)人：深圳驛普樂氏科技有限公司，
類型：新型
國別省市：廣東;44