一种PFC电源装置制造方法及图纸

一种PFC电源装置，包括有包括输入电源U、输入电源V、输入电源W；输入电源U与耦合变压器T1串联；T1的输出端一路与升压电感L1串联，接到升压电感L1的输入端，T1的另一路输出端与升压电感L2的输入端串联；升压电感L1的输出端分别接到升压二极管D1的阳极、升压二极管D2的阴极、升压开关管S1的输入端；升压电感L2分别接到升压二极管D3的阳极、升压二极管D4的阴极、升压开关管S2的输入端；升压二极管D1、D3的阴极连接母线电容C1的正极，升压开关管S1、S2的输出端连接母线电容C1的负极，升压二极管D2、D4的阳极连接到母线电容C2的负极；输入电源V、输入电源W的接法与输入电源U相同；具有控制简单、稳定性和可靠性好、增加回路中阻抗的特点。

A PFC power supply device

A PFC power supply, including the input power supply U, the input power V, the input power W; the input power U and the coupling transformer T1 series; the output terminal of the T1 is connected with the boost inductor L1 in series, the input end of the boost inductor L1, the other output end of the T1 is connected with the L2 input end of the boost inductor; the output end of the boost inductor L1. The anode of the boost diode D1, the cathode of the boost diode D2 and the input end of the boost switch tube S1 are respectively received; the boost inductor L2 receives the anode of the boost diode D3, the cathode of the boost diode D4, the input terminal of the boost switch tube S2, the positive pole of the boost diode D1, the D3 cathode connecting bus capacitor C1, and the boost switch tube S1 The output end of the S2 connects the negative pole of the bus capacitor C1, the anode of the boost diode D2 and D4 is connected to the negative pole of the bus capacitor C2; the input power V, the input power W connection is the same as the input power U; it has the characteristics of simple control, stability and reliability and increasing the impedance in the loop.

【技术实现步骤摘要】
一种PFC电源装置
本技术属于工业电源及新能源
，具体涉及一种PFC电源装置。有源电力滤波器、无功补偿、潮流控制、不间断电源、交直流传动系统、通信电源、风力发电、混合动力车充电站、工业变频器等各种工业电源和新能源领域。
技术介绍
随着电力电子技术的迅速发展与进步，电力电子装置发挥着重要的作用并被广泛地应用在工业的各个领域中。但由于电力电子装置中器件的非线性特性，在进行能量变换时，引起了电压、电流畸变，产生了大量的谐波。因此，人们提出了许多低电压、电流以及单位功率因数的PWM整流器。其中，VIENNA型三相三电平PWM整流器由于其输入电流谐波含量小、电压变化率小、功率器件电压应力小等特点而得到广泛应用。VIENNA整流器与传统的整流器相比，具有以下优点：1)由于所需的功率管器件少且电压应力仅为直流母线电压的一半，使其结构简单，成本更低，系统更可靠；2)每个桥臂只有一个双向开关，无直通问题，不需设置驱动死区时间，使得控制电路简单、可靠；3)纹波一定时，输入电感感量、体积、重量以及滤波电感体积会更小。而为了进一步降低谐波含量、减小EMI以及滤波电感体积，采用交错的VIENNA型三相三电平PWM整流器。而在实际应用中，现有的拓扑中有以下两个缺点：1)硬件无法自均流，需对每一相的每条支路电流进行采样并控制，电路复杂且控制难度增加，降低了装置的可靠性；2)在每一相交错的两个支路中，由于交错相中不同的电压产生了环流，若环流较大时，将影响拓扑的工作状态，增大控制难度、功率管损耗与应力等。进而降低了整机效率、系统的稳定性与可靠性。
技术实现思路
为克服上述现有技术的不足，本技术的目的是提供一种PFC电源装置，本技术采用交错的VIENNA型三相三电平PWM整流器装置，可有效的解决目前交错的VIENNA拓扑存在的下列技术问题：1)每相增加一个耦合变压器，可实现硬件自主均流，且每相只需要一路电流检测电路，控制简单、可靠，提高了系统的稳定性与可靠性；2)采用耦合变压器与升压电感串联的方式，耦合变压器近网测一端，升压电压靠近功率管一端，可大大的增加交错相回路中的阻抗；具有控制简单、稳定性和可靠性好、增加回路中阻抗的特点。为实现上述目的，本技术采用的技术方案是：一种PFC电源装置，包括有包括输入电源U、输入电源V、输入电源W；输入电源U与耦合变压器T1串联，电源的输出接到耦合变压器T1的输入端；输入电源U经过耦合变压器T1将线路分为两路，耦合变压器T1的输出端一路与升压电感L1串联，接到升压电感L1的输入端，耦合变压器T1的另一路输出端与升压电感L2的输入端串联；升压电感L1的输出端分别接到升压二极管D1的阳极、升压二极管D2的阴极、升压开关管S1的输入端；升压电感L2的输出端分别接到升压二极管D3的阳极、升压二极管D4的阴极、升压开关管S2的输入端；升压二极管D1、D3的阴极连接到母线电容C1的正极，升压开关管S1、S2的输出端连接到母线电容C1的负极，升压二极管D2、D4的阳极连接到母线电容C2的负极；所述的输入电源V与耦合变压器T2串联，输入电源V的输出接到耦合变压器T2的输入端；输入电源V经过耦合变压器T2将线路分为两路，耦合变压器T2的输出端一路与升压电感L3串联，接到升压电感L3的输入端，耦合变压器T2的另一路输出端与升压电感L4的输入端串联；升压电感L3的输出端分别接到升压二极管D5的阳极、升压二极管D6的阴极、升压开关管S3的输入端；升压电感L4的输出端分别接到升压二极管D7的阳极、升压二极管D8的阴极、升压开关管S4的输入端；升压二极管D5、D7的阴极连接到母线电容C1的正极，升压开关管S3、S4的输出端连接到母线电容C1的负极，升压二极管D6、D8的阳极连接到母线电容C2的负极；所述的输入电源W与耦合变压器T3串联，电源的输出接到耦合变压器T3的输入端；输入电源W经过耦合变压器T3将线路分为两路，耦合变压器T3的输出端一路与升压电感L5串联，接到升压电感L5的输入端，耦合变压器T3的另一路输出端与升压电感L6的输入端串联；升压电感L5的输出端分别接到升压二极管D9的阳极、升压二极管D10的阴极、升压开关管S5的输入端；升压电感L6的输出端分别接到升压二极管D11的阳极、升压二极管D12的阴极、升压开关管S6的输入端；升压二极管D9、D11的阴极连接到母线电容C1的正极，升压开关管S5、S6的输出端连接到母线电容C1的负极，升压二极管D10、D12的阳极连接到母线电容C2的负极。所述的输入电源U、输入电源V、输入电源W的输出端均与电流采样器相连。所述的升压开关管S1-S6均由两个开关管Q1、开关管Q2反向串联组成，且开关管Q1、Q2上并联二极管，其二极管是开关管寄生二极管或者复合二极管组成。所述的升压开关管S1-S6均由一个开关管Q1、四个二极管D1、D2、D3、D4组成，其中二极管D1的阳极与二极管D2的阴极串联相连，二极管D3的阳极与二极管D4的阴极串联相连，二极管D1、二极管D3的阴极与开关管Q1的集电极相连，二极管D2、二极管D4的阳极与开关管Q1的发射极相连，即二极管D1与二极管D2、二极管D3与二极管D4组成的串联电路与开关管Q1并联。所述的升压电感L1、升压电感L2与耦合变压器T1串联连接，升压电感L3、升压电感L4与耦合变压器T2串联连接，升压电感L5、升压电感L6与耦合变压器T3串联连接，且不限于升压电感L1、升压电感L2与耦合变压器T1、升压电感L3、升压电感L4与耦合变压器T2、升压电感L5、升压电感L6与耦合变压器T3的串联前后位置。本技术与现有技术相比，具有如下优点：1)本技术交错的VIENNA相比不交错VIENNA拓扑具有降低谐波含量、减小EMI以及滤波电感体积、功率器件热分布均匀等优点；2)本技术采用耦合变压器，将双绕组变压器的一次绕组与二次绕组按顺极性串联起来，构成一个耦合变压器。耦合变压器的两个绕组之间，不但有磁的联系，还有电的联系，且两绕组的匝比N1＝N2，这样，开关管交错导通时，当励磁电压源加在任一个绕组上，使得两个绕组的电压U1＝U2，根据变压器原理图可得两个绕组的电流I1＝I2，从而实现硬件自主均流。这样，电流无需检测支路电流，只需要采样每一相总电流进行控制，从而减少了采样电路，不仅降低了成本，而且降低了电路复杂程度以及控制难度，提高了系统的稳定性与可靠性；3)交错相之间采用耦合变压器之后再接入主电感的方式，当交错导通的开关管出现同时开通或者关断时，此时耦合变压器因两个绕组同时励磁且方向相反或者同时绕组未励磁而使得变压器绕组两端电压为零，此时，两个绕组靠自身阻抗分流。而本技术由于变压器之后再接入主电感的方式，回路中由于升压电感的作用大大的增加了环流回路中的阻抗，有效的抑制了环流，使系统更稳定、更可靠，并且减小了环流回路中功率管以及磁性元件等的损耗，进而提高了系统的效率；本技术中每相中两支路开关管采用交错导通方案，这样可以使磁性器件倍频工作，进而减小了磁性元件的感量、体积以及重量等，并且可有效的减小EMI电路；本技术升压电感放在耦合变压器后面，每条支路使用一个升压电感，比升压电感放在耦合变压器前面虽然增加了电感数量，但本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种PFC电源装置，包括有包括输入电源U、输入电源V、输入电源W；其特征在于，输入电源U与耦合变压器T1串联，电源的输出接到耦合变压器T1的输入端；输入电源U经过耦合变压器T1将线路分为两路，耦合变压器T1的输出端一路与升压电感L1串联，接到升压电感L1的输入端，耦合变压器T1的另一路输出端与升压电感L2的输入端串联；升压电感L1的输出端分别接到升压二极管D1的阳极、升压二极管D2的阴极、升压开关管S1的输入端；升压电感L2的输出端分别接到升压二极管D3的阳极、升压二极管D4的阴极、升压开关管S2的输入端；升压二极管D1、D3的阴极连接到母线电容C1的正极，升压开关管S1、S2的输出端连接到母线电容C1的负极，升压二极管D2、D4的阳极连接到母线电容C2的负极；所述的输入电源V与耦合变压器T2串联，输入电源V的输出接到耦合变压器T2的输入端；输入电源V经过耦合变压器T2将线路分为两路，耦合变压器T2的输出端一路与升压电感L3串联，接到升压电感L3的输入端，耦合变压器T2的另一路输出端与升压电感L4的输入端串联；升压电感L3的输出端分别接到升压二极管D5的阳极、升压二极管D6的阴极、升压开关管S3的输入端；升压电感L4的输出端分别接到升压二极管D7的阳极、升压二极管D8的阴极、升压开关管S4的输入端；升压二极管D5、D7的阴极连接到母线电容C1的正极，升压开关管S3、S4的输出端连接到母线电容C1的负极，升压二极管D6、D8的阳极连接到母线电容C2的负极；所述的输入电源W与耦合变压器T3串联，电源的输出接到耦合变压器T3的输入端；输入电源W经过耦合变压器T3将线路分为两路，耦合变压器T3的输出端一路与升压电感L5串联，接到升压电感L5的输入端，耦合变压器T3的另一路输出端与升压电感L6的输入端串联；升压电感L5的输出端分别接到升压二极管D9的阳极、升压二极管D10的阴极、升压开关管S5的输入端；升压电感L6的输出端分别接到升压二极管D11的阳极、升压二极管D12的阴极、升压开关管S6的输入端；升压二极管D9、D11的阴极连接到母线电容C1的正极，升压开关管S5、S6的输出端连接到母线电容C1的负极，升压二极管D10、D12的阳极连接到母线电容C2的负极。...

【技术特征摘要】
1.一种PFC电源装置，包括有包括输入电源U、输入电源V、输入电源W；其特征在于，输入电源U与耦合变压器T1串联，电源的输出接到耦合变压器T1的输入端；输入电源U经过耦合变压器T1将线路分为两路，耦合变压器T1的输出端一路与升压电感L1串联，接到升压电感L1的输入端，耦合变压器T1的另一路输出端与升压电感L2的输入端串联；升压电感L1的输出端分别接到升压二极管D1的阳极、升压二极管D2的阴极、升压开关管S1的输入端；升压电感L2的输出端分别接到升压二极管D3的阳极、升压二极管D4的阴极、升压开关管S2的输入端；升压二极管D1、D3的阴极连接到母线电容C1的正极，升压开关管S1、S2的输出端连接到母线电容C1的负极，升压二极管D2、D4的阳极连接到母线电容C2的负极；所述的输入电源V与耦合变压器T2串联，输入电源V的输出接到耦合变压器T2的输入端；输入电源V经过耦合变压器T2将线路分为两路，耦合变压器T2的输出端一路与升压电感L3串联，接到升压电感L3的输入端，耦合变压器T2的另一路输出端与升压电感L4的输入端串联；升压电感L3的输出端分别接到升压二极管D5的阳极、升压二极管D6的阴极、升压开关管S3的输入端；升压电感L4的输出端分别接到升压二极管D7的阳极、升压二极管D8的阴极、升压开关管S4的输入端；升压二极管D5、D7的阴极连接到母线电容C1的正极，升压开关管S3、S4的输出端连接到母线电容C1的负极，升压二极管D6、D8的阳极连接到母线电容C2的负极；所述的输入电源W与耦合变压器T3串联，电源的输出接到耦合变压器T3的输入端；输入电源W经过耦合变压器T3将线路分为两路，耦合变压器T3的输出端一路与升压电感L5串联，接到升压电感L5的输入端，耦合变压器T3的另一路输出端与升压电感L6的输...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹彦哲，方飞，盛虎，张雷，刘小刚，
申请(专利权)人：西安麦格米特电气有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西,61