一种PFC整流器、不间断电源、控制方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供了一种PFC整流器、不间断电源、控制方法和装置，用以解决现有的PFC整流电路工作在电池模式下，在为与直流电源的一个电极相连的续流管所连接的母线电容储能时，直流电源该电极的电位在交流电源的零线的电位和该续流管所连接的母线输出端的电位之间高频跳变，从而形成电磁干扰的问题。本发明专利技术实施例提供的一种PFC整流器，包括PFC整流电路；所述PFC整流电路中的第一整流管为反并联体二极管的开关管，或者为开关与二极管的并联结构；其中，所述第一整流管是PFC整流电路工作在电池模式下时所述PFC整流电路中的两个整流管中与直流电源相连的整流管；其中，在电池模式下时，所述直流电源为所述PFC整流器供电。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力电子
，尤其涉及一种PFC整流器、不间断电源、控制方法和装置。
技术介绍
不间断电源(UPS，UninterruptiblePowerSupply)中的功率因数校正(PFC，PowerFactorCorrection)整流电路在5KVA以上的功率段，随着直流电源电压的升高，在设计上尽可能的将AC/DC变换器与DC/DC变换器共用部分器件，以达到降低成本的目的。单电感前置方案，即在DC/DC变换器的输入端增加PFC电感的方案能够尽可能的降低成本，但采用单电感前置方案的大多数不间断电源拓扑中，都存在电磁干扰的问题。图1a所示的使用单电池组的单相PFC整流电路中，在电池模式下，开关K1接电池组DC的正极，开关K2闭合，在正母线电容C1储能时，开关管Q2导通，开关管Q1高频斩波，在开关管Q1导通时，电流经过电池组DC的正极、开关K1、电感L1、二极管D1、开关管Q1、开关管Q2到达电池组DC的负极，从而构成储能回路，给电感L1，即PFC电感充电；在开关管Q1关断时，电池组DC与电感L1共同给正母线电容C1充电，电流经过电感L1、二极管D1、二极管D3、正母线电容C1、开关管Q2、开关K2到达电池组DC的负极。由于开关管Q2常通，因此，电池组DC的负极箝位在交流电源AC的零线N的电位。图1a所示的电路，在电池模式下，开关K1接电池组DC的正极，开关K2闭合，在负母线电容C2储能时，开关管Q1常通，开关管Q2高频斩波，在开关管Q2导通时，电流经过电池组DC的正极、开关K1、电感L1、二极管D1、开关管Q1、开关管Q2到达电池组DC的负极，从而构成储能回路，给电感L1，即PFC电感充电；此时由于开关管Q2导通，因此，电池组DC的负极被箝位在交流电源AC的零线N的电位；在开关管Q2关断时，电池组DC与电感L1共同给负母线电容C2充电，电流经过电感L1、二极管D1、开关管Q1、负母线电容C2、二极管D4、开关K2到达电池组DC的负极；此时由于二极管D4导通，因此，电池组DC的负极被箝位在负母线BUS-的电位。也就是说，图1a所示的使用单电池组的单相PFC整流电路在工作时，会导致电池组DC的负极的电位在交流电源AC的零线N的电位和负母线BUS-的电位之间高频跳变，从而在电容C3(电池组DC的负极的对地电容)和电容C4(电池组DC的正极的对地电容)上形成很强的高频的共模电流，即形成电磁干扰。图1b所示的使用单电池组的单相PFC整流电路中，在电池模式下，开关K1接电池组DC的负极，开关K2闭合，在正母线电容C1储能时，开关管Q2常通，开关管Q1高频斩波，在开关管Q1导通时，电流经过电池组DC的正极、开关K2、开关管Q1、开关管Q2、二极管D2、电感L1到达电池组DC的负极，从而构成储能回路，给电感L1，即PFC电感充电；此时，由于开关管Q1导通，因此，电池组DC的正极被箝位在交流电源AC的零线N的电位；在开关管Q1关断时，电池组DC与电感L1共同给正母线电容C1充电，电流经过电池组DC的正极、开关K2、二极管D3、正母线电容C1、开关管Q2、二极管D2、电感L1到达电池组DC的负极；此时，由于二极管D3导通，因此，电池组DC的正极被箝位在正母线BUS+的电位。图1b所示的电路，在电池模式下，开关K1接电池组DC的负极，开关K2闭合，在负母线电容C2储能时，开关管Q1常通，开关管Q2高频斩波，在开关管Q2导通时，电流经过电池组DC的正极、开关K2、开关管Q1、开关管Q2、二极管D2、电感L1到达电池组DC的负极，从而构成储能回路，给电感L1，即PFC电感充电；在开关管Q2关断时，电池组DC与电感L1共同给负母线电容C2充电，电流经过开关K2、开关管Q1、负母线电容C2、二极管D4、二极管D2、电感L1到达电池组DC的负极；此时由于开关管Q1常通，因此，电池组DC的正极被箝位在交流电源AC的零线N的电位。也就是说，图1b所示的使用单电池组的单相PFC整流电路在工作时，会导致电池组DC的正极的电位在交流电源AC的零线N的电位和正母线BUS+的电位之间高频跳变，从而在电容C3(电池组DC的负极的对地电容)和电容C4(电池组DC的正极的对地电容)上形成很强的高频的共模电流，即形成电磁干扰。综上所述，现有的使用单电池组的PFC整流电路工作在电池模式下，在为与直流电源的一个电极相连的续流管所连接的母线电容储能(即图1a中的负母线电容C2或图1b中的正母线电容C1)时，直流电源的该电极的电位在交流电源的零线的电位和与直流电源的该电极相连的续流管所连接的母线的电位之间高频跳变，这会在直流电源的正极的对地电容和直流电源的负极的对地电容上形成很强的高频的共模电流，从而形成电磁干扰。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种PFC整流器、不间断电源、控制方法和装置，用以解决现有的PFC整流电路工作在电池模式下，在为与直流电源的一个电极相连的续流管所连接的母线电容储能时，直流电源的该电极的电位在交流电源的零线的电位和与直流电源的该电极相连的续流管所连接的母线的电位之间高频跳变，这会在直流电源的正极的对地电容和直流电源的负极的对地电容上形成很强的高频的共模电流，从而形成电磁干扰的问题。基于上述问题，本专利技术实施例提供的一种PFC整流器，包括PFC整流电路；所述PFC整流电路中的第一整流管为反并联体二极管的开关管，或者为开关与二极管的并联结构；其中，所述第一整流管是PFC整流电路工作在电池模式下时所述PFC整流电路中的两个整流管中与直流电源相连的整流管；其中，在电池模式下时，所述直流电源为所述PFC整流器供电。进一步地，所述PFC整流电路中的第一续流管为二极管或者为反并联体二极管的开关管；其中，所述PFC整流电路中的第一续流管是所述PFC整流电路中的两个续流管中与所述第一整流管直接相连的续流管。进一步地，当所述PFC整流电路中的第一续流管为二极管时，所述PFC整流器还包括第一电容，所述第一电容与所述第一续流管并联。进一步地，当所述PFC整流电路中的第一续流管为二极管时，所述PFC整流器还包括第一开关，所述第一开关与所述第一续流管并联；所述第一开关，用于在所述PFC整流器工作在电池模式下为第一母线电容储能的过程中PFC电感储存能量时闭合；所述第一母线电容为所述PFC整流电路的正母线电容和负母线电容中与所述第一续流管直接相连的母线电容；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种功率因数校正PFC整流器，其特征在于，包括PFC整流电路；所述PFC整流电路中的第一整流管为反并联体二极管的开关管，或者为开关与二极管的并联结构；其中，所述第一整流管是PFC整流电路工作在电池模式下时所述PFC整流电路中的两个整流管中与直流电源相连的整流管；其中，在电池模式下时，所述直流电源为所述PFC整流器供电。

【技术特征摘要】
1.一种功率因数校正PFC整流器，其特征在于，包括PFC整流电路；
所述PFC整流电路中的第一整流管为反并联体二极管的开关管，或者为开
关与二极管的并联结构；
其中，所述第一整流管是PFC整流电路工作在电池模式下时所述PFC整
流电路中的两个整流管中与直流电源相连的整流管；其中，在电池模式下时，
所述直流电源为所述PFC整流器供电。
2.如权利要求1所述的PFC整流器，其特征在于，所述PFC整流电路中
的第一续流管为二极管或者为反并联体二极管的开关管；
其中，所述PFC整流电路中的第一续流管是所述PFC整流电路中的两个
续流管中与所述第一整流管直接相连的续流管。
3.如权利要求2所述的PFC整流器，其特征在于，当所述PFC整流电路
中的第一续流管为二极管时，所述PFC整流器还包括第一电容，所述第一电容
与所述第一续流管并联。
4.如权利要求2所述的PFC整流器，其特征在于，当所述PFC整流电路
中的第一续流管为二极管时，所述PFC整流器还包括第一开关，所述第一开关
与所述第一续流管并联；
所述第一开关，用于在所述PFC整流器工作在电池模式下为第一母线电容
储能的过程中PFC电感储存能量时闭合；所述第一母线电容为所述PFC整流
电路的正母线电容和负母线电容中与所述第一续流管直接相连的母线电容；并
用于在以下两种情况时的任一种情况下断开：所述PFC整流器工作在市电模
式、所述PFC整流器工作在电池模式下为第二母线电容储能；所述第二母线电
容为所述PFC整流电路的正母线电容和负母线电容中处所述第一母线电容以
外的母线电容。
5.如权利要求1所述的PFC整流器，其特征在于，所述PFC整流电路中
的第二整流管为反并联体二极管的开关管，或者为开关与二极管的并联结构；

\t其中，所述第二整流管是所述PFC整流电路中的两个整流管中除所述第一整流
管以外的整流管。
6.如权利要求1～4任一所述的PFC整流器，其特征在于，所述PFC整流
电路为单相PFC整流电路，或者为多相PFC整流电路。
7.一种不间断电源，其特征在于，包括权利要求1～6任一所述的功率因
数校正PFC整流器。
8.一种控制方法，用于控制如权利要求1～6任一所述的PFC整流器，
其特征在于，包括：
在所述PFC整流器由直流电源供电、且为所述PFC整流器中的第一母线
电容储能时，控制第一主开关管关断，并控制第二主开关管导通，以及控制所
述第一整流管高频斩波；
其中，所述第一主开关管是所述PFC整流电路的两个主开关管中与所述第
一整流管直接相连的主开关管，所述第二主开关管是所述PFC整流电路的两个
主开关管中除所述第一主开关管以外的主开关管；所述第一母线电容为所述
PFC整流电路的正母线电容和负母线电容中与第一续流管直接相连的母线电
容；所述第一续流管是所述PFC整流电路中的两个续流管中与所述第一整流管
直接相连的续流管。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述PFC整流器由直流电源供电、且为所述PFC整流器中的第二母线
电容储能时，控制所述第一主开关管导通，控制所述第二主开关管高频斩波，
控制所述第一整流管高频斩波，且所述第二主开关管与所述第一整流管交替斩
波；
所述第二母线电容为所述PFC整流电路的正母线电容和负母线电容中除
所述第一母线电容以外的母线电容。
10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述PFC整流器由交流电源供电、且为所述PFC整流器中的第二母线

\t电容储能时，控制所述第二主开关管高频斩波，控制所述第一整流管高频斩波，
且...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘中伟，倪同，沈宝山，
申请(专利权)人：力博特公司，
类型：发明
国别省市：美国;US