三相AC‑DC电源转换系统技术方案

本发明专利技术公开一种三相AC‑DC电源转换系统，其包括交错并联三相PFC电路和三相交错LLC串联谐振电路，其中，所述交错并联三相PFC电路的三个用于连接至电网的交流输入端A端、B端、C端作为所述三相AC‑DC电源转换系统的输入端，所述三相交错LLC串联谐振电路的两个用于连接负载的输出端作为所述三相AC‑DC电源转换系统的输出端，所述交错并联三相PFC电路的输出侧连接至所述三相交错LLC串联谐振电路的输入侧。与现有技术相比，本发明专利技术的三相AC‑DC电源转换系统采用交错并联技术既可实现三相PFC电路中输入电流波形跟踪输入电压波形，大幅度减小输入电流的高频纹波电流，又可实现LLC串联谐振电路中三相电路输入和输出电流波动互补，使得输入和输出电流纹波较小，从而提高电路性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电源转换
，更具体地涉及一种三相AC-DC电源转换系统。
技术介绍
目前，运用于电源供应器的电源转换系统通常包括交直流转换模块和直流转换模块，交直流转换模块可将工频的交流输入电压变换为工频纹波波动较大的直流电压，使得电源转换系统满足相关的标准，直流转换模块可将交直流模块变换的直流电压转换为幅值和纹波满足用电要求的直流电压。通常，交直流转换模块采用并联交错三相PFC电路，直流转换模块采用交错LLC串联谐振电路。参照图1，其为现有的交错LLC串联谐振电路的电路示意图，在图1中，交错LLC串联谐振电路包括有变压器电路、连接至变压器初级侧的开关电路以及连接至变压器次级侧的整流电路，其中，变压器电路包括两个初级绕组及磁耦合至各个初级绕组的同样数量的次级绕组。参照图2，其展示了现有的交错LLC串联谐振电路每相电路自输入输出电流纹波和两相交错后输出电流纹波的波形对比图，结合图1和图2可看出该电路两相交错后输出电流纹波虽然较单相的输出纹波减小了，但仍很大，导致整个电源转换系统电路性能不佳。鉴于此，有必要提供一种输入和输出电流纹波较小、具有较好电路性能的三相AC-DC电源转换系统以解决上述缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种输入和输出电流纹波较小、具有较好电路性能的三相AC-DC电源转换系统以解决现有技术的缺陷。为了实现上述目的，本专利技术提供一种三相AC-DC电源转换系统，包括交错并联三相PFC电路和三相交错LLC串联谐振电路，其中，所述交错并联三相PFC电路的三个用于连接至电网的交流输入端A端、B端、C端作为所述三相AC-DC电源转换系统的输入端，所述三相交错LLC串联谐振电路的两个用于连接负载的输出端作为所述三相AC-DC电源转换系统的输出端，所述交错并联三相PFC电路的输出侧连接至所述三相交错LLC串联谐振电路的输入侧。与现有技术相比，本专利技术的三相AC-DC电源转换系统采用交错并联技术既可实现三相PFC电路中输入电流波形跟踪输入电压波形，大幅度减小输入电流的高频纹波电流，又可实现LLC串联谐振电路中三相电路输入和输出电流波动互补，使得输入和输出电流纹波较小，从而提高电路性能。其进一步技术方案为：所述交错并联三相PFC电路包括三路结构相同的boost电路和一路输出电容电路，其中，所述三路结构相同的boost电路分别为第一boost电路、第二boost电路和第三boost电路，所述第一boost电路、第二boost电路和第三boost电路的输入分别与所述交流输入端A端、B端、C端连接，其输出侧均连接至所述输出电容电路。其进一步技术方案为：所述输出电容电路包括第四电容和第五电容，所述第四电容的阳极连接至所述三相PFC电路的输出正，所述第五电容的阴极连接至所述三相PFC电路的输出负，所述第四电容的阴极和所述第五电容的阳极连接，该连接点为O点；所述第一boost电路包括第一电感、第四电感、第五电感、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第一双向开关、第二双向开关；其中，所述第一电感的输入端与所述交流输入端A端连接，其输出端同时与所述第四电感和第五电感的输入端连接而共同组成三电感结构，所述第一电感的输入端作为所述三电感结构的输入端，所述第四电感的输出端作为所述三电感结构的第一输出端，所述第五电感的输出端作为所述三电感结构的第二输出端；所述第一输出端连接所述第一双向开关的输入端，该第一双向开关的输出端连接至所述O点，所述第二输出端连接所述第二双向开关的输入端，该第二双向开关的输出端连接至所述O点；所述第一二极管的阳极和所述第二二极管的阴极连接组成第一二极管桥臂，所述第一二极管桥臂的中点连接于所述第一输出端与第一双向开关的连接节点，所述第一二极管桥臂的阴极连接至所述三相PFC电路的输出正，该第一二极管桥臂的阳极连接至所述三相PFC电路的输出负；所述第三二极管的阳极和所述第四二极管的阴极连接组成第二二极管桥臂，所述第二二极管桥臂的中点连接于所述第二输出端与第二双向开关的连接节点，所述第二二极管桥臂阴极连接至所述三相PFC电路的输出正，该第二二极管桥臂阳极连接至所述三相PFC电路的输出负。基于上述设计可知，本专利技术的并联交错三相PFC电路每一相PFC电路由两相频率相同，相位相差180度的升压电路并联构成，交错的两相电路的升压电感使用三电感结构，以实现输入电流波形跟踪输入电压波形，从而实现较高的功率因数和较低的总谐波畸变，避免对电网造成污染。其进一步技术方案为：所述第一双向开关及第二双向开关均由两个开关管串联组成。优选地，所述开关管选用MOSFET、IGBT或SiC功率管，以实现更好的电路性能。其进一步技术方案为：所述交错并联三相PFC电路还包括一EMI滤波电路，所述EMI滤波电路包括第一电容、第二电容以及第三电容，所述第一电容、第二电容以及第三电容分别并联于所述交流输入端A端、B端、C端和所述O点之间。本电路增加的三个并联的Y型连接的电容的公共端与所述输出电容电路的O点连接，使得整个电路的共模噪音有旁路的通道，极大的减小了共模噪音，利于抑制电磁干扰，提高电路可靠性。其进一步技术方案为：所述三相交错LLC串联谐振电路包括三相桥式开关电路、三相谐振电路以及三相桥式整流电路，其中，所述三相谐振电路包括第十电感、第十一电感、第十二电感、第六电容、第七电容、第八电容、第一变压器、第二变压器以及第三变压器，所述第十电感、第六电容和第一变压器初级绕组的同名端串联组成第一LLC谐振电路；所述第十一电感、第七电容和第二变压器初级绕组的同名端串联组成第二LLC谐振电路；所述第十二电感、第八电容和第三变压器初级绕组的同名端串联组成第三LLC谐振电路；所述第一LLC谐振电路、第二LLC谐振电路以及第三LLC谐振电路与电感连接的一端对应连接所述三相桥式开关电路的三个桥臂的中点，所述第一LLC谐振电路、第二LLC谐振电路以及第三LLC谐振电路的另一端互相连接形成Y型连接，所述第一变压器、第二变压器以及第三变压器次级绕阻的同名端对应连接所述三相桥式整流电路的三个桥臂的中点，所述第一变压器、第二变压器以及第三变压器次级绕阻的异名端互相连接形成Y型连接。本专利技术的三相交错LLC串联谐振电路采用三相交错技术，三相输入和输出电流相差120度，三相电路的输入和输出电流波动互补，使得输入和输出电流纹波较小，从而实现良好的电路性能，且三相交错LLC串联谐振电路中三个变压器的初级绕组和次级绕阻均采用Y型连接，流入Y连接中点的总电流和流出Y连接中点的总电流相等，即三相交错LLC串联谐振电路的电流之和为“0”，因此任意时刻始终有一相LLC串联谐振电路的电流为另外两相LLC串联谐振电路的电流之和，因此在整个开关周期内即便每相LLC串联谐振电路的谐振参数有一定的容差,但它们的电流有效值偏差也很小，从而保证三相交错LLC串联谐振电路三相之间的电流均衡，避免某相LLC串联谐振电路的电流过大而导致器件过热或损坏。其进一步技术方案为：所述三相桥式开关电路根据外部输入至该电路的不同相位的信号产生彼此不同相位的PWM驱动信号，其包括六个开关管，每两个开关管串联构成一个桥臂，三个桥臂并联在一起连接至所述交错并联三相PFC电路的输出正和输出负之间。其进一步技术方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三相AC‑DC电源转换系统，其特征在于：包括交错并联三相PFC电路和三相交错LLC串联谐振电路，其中，所述交错并联三相PFC电路的三个用于连接至电网的交流输入端A端、B端、C端作为所述三相AC‑DC电源转换系统的输入端，所述三相交错LLC串联谐振电路的两个用于连接负载的输出端作为所述三相AC‑DC电源转换系统的输出端，所述交错并联三相PFC电路的输出侧连接至所述三相交错LLC串联谐振电路的输入侧。

【技术特征摘要】
1.一种三相AC-DC电源转换系统，其特征在于：包括交错并联三相PFC电路和三相交错LLC串联谐振电路，其中，所述交错并联三相PFC电路的三个用于连接至电网的交流输入端A端、B端、C端作为所述三相AC-DC电源转换系统的输入端，所述三相交错LLC串联谐振电路的两个用于连接负载的输出端作为所述三相AC-DC电源转换系统的输出端，所述交错并联三相PFC电路的输出侧连接至所述三相交错LLC串联谐振电路的输入侧。2.如权利要求1所述的三相AC-DC电源转换系统，其特征在于：所述交错并联三相PFC电路包括三路结构相同的boost电路和一路输出电容电路，其中，所述三路结构相同的boost电路分别为第一boost电路、第二boost电路和第三boost电路，所述第一boost电路、第二boost电路和第三boost电路的输入端分别与所述交流输入端A端、B端、C端连接，其输出侧均连接至所述输出电容电路。3.如权利要求2所述的三相AC-DC电源转换系统，其特征在于：所述输出电容电路包括第四电容和第五电容，所述第四电容的阳极连接至所述三相PFC电路的输出正，所述第五电容的阴极连接至所述三相PFC电路的输出负，所述第四电容的阴极和所述第五电容的阳极连接，该连接点为O点；所述第一boost电路包括第一电感、第四电感、第五电感、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第一双向开关、第二双向开关；其中，所述第一电感的输入端与所述交流输入端A端连接，其输出端同时与所述第四电感和第五电感的输入端连接而共同组成三电感结构，所述第一电感的输入端作为所述三电感结构的输入端，所述第四电感的输出端作为所述三电感结构的第一输出端，所述第五电感的输出端作为所述三电感结构的第二输出端；所述第一输出端连接所述第一双向开关的输入端，该第一双向开关的输出端连接至所述O点，所述第二输出端连接所述第二双向开关的输入端，该第二双向开关的输出端连接至所述O点；所述第一二极管的阳极和所述第二二极管的阴极连接组成第一二极管桥臂，所述第一二极管桥臂的中点连接于所述第一输出端与第一双向开关的连接节点，所述第一二极管桥臂的阴极连接至所述三相PFC电路的输出正，该第一二极管桥臂的阳极连接至所述三相PFC电路的输出负；所述第三二极管的阳极和所述第四二极管的阴极连接组成第二二极管桥臂，所述第二二极管桥臂的中点连接于所述第二输出端与第二双向开关的连接节点，所述第二二极管桥臂阴极连接至所述三相PFC电路的输出正...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴志民，邓飞雁，钟延煌，
申请(专利权)人：深圳市奥耐电气技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44