一种带有PFC功能的三相AC-DC电源制造技术

本实用新型专利技术公开了一种带有PFC功能的三相AC‑DC电源，包括三相整流电路、PFC电路、DC‑DC电路、PFC及防浪涌控制电路和反馈控制电路，三相整流电路由三组串联二极管和输入电容Cin组成；PFC电路由二极管D1、开关管S1和电感Lb组成；DC‑DC电路由串联开关管S2、S3、串联电容C1、C2，变压器、串联二极管D8、D9、串联二极管D10、D11和输出电容Co组成；PFC及防浪涌控制电路的一端接储能电容Cb的正极电路接口，另一端接PFC电路；反馈控制电路的一端接输出电容Co的电路接口，另一端接DC‑DC电路。本实用新型专利技术控制简单、兼有防浪涌的功能，整个AC‑DC体积、重量轻、效率高。

A Three-phase AC-DC Power Supply with PFC Function

【技术实现步骤摘要】
一种带有PFC功能的三相AC-DC电源
本技术涉及高频开关电源
，具体为一种带有PFC功能的三相AC-DC电源。
技术介绍
对于单相或三相输入的高频开关电源，工业规范和国军标(GJB)均有对输入功率因数(PF)的要求，如要求PF>0.9或PF>0.99等等，除了对PF的要求之外，还有对输入电流谐波失真量(THD)的要求，如比较严格的规范要求THD<5％，在GJB的CE101测试相中，则规定了各次谐波上限相对值或绝对值，对于交流输入的开关电源来讲，不同的应用场景有不同PF要求规范，也要求开关电源使用不同的功率因数校正(PFC)技术。对于三相输入的AC-DC，要做到完整的功率因数校正(PF～1)，电路是比较复杂的，需要多个可控的功率开关，分别对三相输入电流进行调，如六开关的双向整流桥，3个双向开关的Vienna电路，这些电路拓扑使用较多的功率器件，每个开关周期都要施以PWM方式的控制，还需要DSP的编程控制，给三相PFC变换器的设计增加了成本和难度。在很多应用场景中并不需要太高的功率因数，如只需要PF>0.9或PF>0.95,对THD并无要求，这种情况可以采用无源PFC的方法，原则上可以通过减小储能电容来提高功率因数，这样会带来直流总线电压工频纹波变大的问题，如果必须使用较大容量的储能电容，就需要再串联工频电感进行输入电流的整定，适当设计无源PFC电感和储能电容，能够做到PF>0.9甚至0.95的效果。但是无源PFC的电感非常大，无论是体积还是重量都会在开关电源中占很大比重，业界仍然期待一种电路结构简单，体积小重量轻的PFC方案。三相输入域AC-DC的一个问题是DC-DC变换器开关管的耐压选择问题。对于三相380V的输入，整流后的直流电压为540V左右，考虑设尖峰电压的问题，无法选择600V耐压的开关管，如果使用800V或900V的开关管，开关管的性能大大降低，无论是导通电阻还是开关损耗，800V/900V的器件都比600V的器件差很多，因此我们期待PFC电路输出400V以下的直流电压，以便有利于DC-DC的设计。三相输入AC-DC电源的另一个问题是输入冲击电流的问题，由于AC-DC的直流总线上挂有很大容量的电容，在AC-DC开机的瞬间，可能造成很高的输入浪涌电流，会对输入导线，输入开关，和输入保险丝带来很大的冲击，因此浪涌电路是AC-DC的必备功能，一般需要在输入交流总线或直流总线上串接继电器或电子开关，而在正常工作后这个继电器或电子开关是不再工作的，技术上是有机会把防浪涌的功能和PFC的功能合二为一，到达简化电路，提升效率的作用。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种带有PFC功能的三相AC-DC电源，PFC电路控制简单、兼有防浪涌的功能，整个AC-DC体积小、重量轻、效率高，解决了现有技术中的问题。为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种带有PFC功能的三相AC-DC电源，包括三相整流电路、PFC电路、DC-DC电路、PFC及防浪涌控制电路和反馈控制电路，所述三相整流电路由串联二极管D2、D3、串联二极管D4、D5、串联二极管D6、D7和输入电容Cin组成，其中，串联二极管D2、D3接三相输入电压VA，串联二极管D4、D5接三相输入电压VB，串联二极管D6、D7接三相输入电压VC，输入电容Cin的正、负极接串联二极管D2、D3、串联二极管D4、D5、串联二极管D6、D7的电路接口上；所述PFC电路由二极管D1、开关管S1和电感Lb组成，其中，二极管D1的负极接开关管S1的源极，正极与Cb负极应该相连，开关管S1的漏极接二极管D1，开关管S1的源极接输入电容Cin的负极电路接口，电感Lb的一端接开关管S1的漏极电路接口上，另一端接储能电容Cb的负极电路接口；所述DC-DC电路由串联开关管S2、S3、串联电容C1、C2，变压器T、串联二极管D8、D9、串联二极管D10、D11和输出电容Co组成，其中，串联开关管S2、S3的漏极接储能电容Cb的正极电路接口，串联开关管S2、S3的源极接储能电容Cb的负极，串联电容C1、C2的一端接串联开关管S2、S3的漏极电路接口，另一端接联开关管S2、S3的源极电路接口，变压器T的初级绕组两端分别接串联开关管S2、S3和串联电容C1、C2的电路接口，变压器T的次级绕组两端分别接串联二极管D8、D9和串联二极管D10、D11的电路接口，串联二极管D8、D9和串联二极管D10、D11一同接输出电容Co；所述PFC及防浪涌控制电路的一端接储能电容Cb的正极电路接口，另一端接所述的PFC电路；所述反馈控制电路的一端接输出电容Co的电路接口，另一端接所述的DC-DC电路。优选的，所述储能电容Cb的正极接输入电容Cin的正极电路接口。优选的，所述串联开关管S2、S3的等级为500V。优选的，所述三相输入电压VA，VB，VC为三个相位相差120度的正玄波电压。与现有技术相比，本技术的有益效果如下：1、本技术提供的一种带有PFC功能的三相AC-DC电源，通过三相整流电路接收三相输入电压VA、VB、VC，经过六个二极管的整流，在输入电容Cin上获得一个直流电压；通过PFC电路中的开关管S1对电流取样，实现电流型的PWM或进行过流保护；通过DC-DC电路在输出电容Co上获得输出电压Vo，经反馈控制电路通过通过接输出电容Co的电路接口，取样Vo信号对原边开关进行反馈控制，达到稳压输出的目的。2、本技术提供的一种带有PFC功能的三相AC-DC电源，由于PFC电路正好位于三相整流电路和储能电容Cb之间，可以利用PFC电路来实现防浪涌的功能，在开机时可以让PFC控制电路进入缓启动状态，开关管S1的占空比从零缓慢增加，电感Lb的电流Ib也逐渐增加，储能电容的电压Vb也缓慢上升至设定值，从而避免了输入电流的浪涌尖峰。附图说明图1为本技术的电路原理图；图2为本技术的输入相电压和相电流的波形图；图3为本技术的防浪涌的启动波形图；图4为本技术的案例二电路原理图；图5为本技术的案例三电路原理图。图中：1、三相整流电路；2、PFC电路；3、DC-DC电路；4、PFC及防浪涌控制电路；5、反馈控制电路。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。实施例1请参阅图1-3，一种带有PFC功能的三相AC-DC电源，包括三相整流电路1、PFC电路2、DC-DC电路3、PFC及防浪涌控制电路4和反馈控制电路5，三相整流电路1由串联二极管D2、D3、串联二极管D4、D5、串联二极管D6、D7和输入电容Cin组成，其中，串联二极管D2、D3接三相输入电压VA，串联二极管D4、D5接三相输入电压VB，串联二极管D6、D7接三相输入电压VC，输入电容Cin的正、负极接串联二极管D2、D3、串联二极管D4、D5、串联二极管D6、D7的电路接口上；PFC电路2由二极管D1、开关管S1和电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带有PFC功能的三相AC‑DC电源，包括三相整流电路(1)、PFC电路(2)、DC‑DC电路(3)、PFC及防浪涌控制电路(4)和反馈控制电路(5)，其特征在于：所述三相整流电路(1)由串联二极管D2、D3、串联二极管D4、D5、串联二极管D6、D7和输入电容Cin组成，其中，串联二极管D2、D3接三相输入电压VA，串联二极管D4、D5接三相输入电压VB，串联二极管D6、D7接三相输入电压VC，输入电容Cin的正、负极接串联二极管D2、D3、串联二极管D4、D5、串联二极管D6、D7的电路接口上；所述PFC电路(2)由二极管D1、开关管S1和电感Lb组成，其中，二极管D1的负极接开关管S1的源极，正极与Cb负极应该相连，开关管S1的漏极接二极管D1，开关管S1的源极接输入电容Cin的负极电路接口，电感Lb的一端接开关管S1的漏极电路接口上，另一端接储能电容Cb的负极电路接口；所述DC‑DC电路(3)由串联开关管S2、S3、串联电容C1、C2，变压器T、串联二极管D8、D9、串联二极管D10、D11和输出电容Co组成，其中，串联开关管S2、S3的漏极接储能电容Cb的正极电路接口，串联开关管S2、S3的源极接储能电容Cb的负极，串联电容C1、C2的一端接串联开关管S2、S3的漏极电路接口，另一端接联开关管S2、S3的源极电路接口，变压器T的初级绕组两端分别接串联开关管S2、S3和串联电容C1、C2的电路接口，变压器T的次级绕组两端分别接串联二极管D8、D9和串联二极管D10、D11的电路接口，串联二极管D8、D9和串联二极管D10、D11一同接输出电容Co；所述PFC及防浪涌控制电路(4)的一端接储能电容Cb的正极电路接口，另一端接所述的PFC电路(2)；所述反馈控制电路(5)的一端接输出电容Co的电路接口，另一端接所述的DC‑DC电路(3)。...

【技术特征摘要】
1.一种带有PFC功能的三相AC-DC电源，包括三相整流电路(1)、PFC电路(2)、DC-DC电路(3)、PFC及防浪涌控制电路(4)和反馈控制电路(5)，其特征在于：所述三相整流电路(1)由串联二极管D2、D3、串联二极管D4、D5、串联二极管D6、D7和输入电容Cin组成，其中，串联二极管D2、D3接三相输入电压VA，串联二极管D4、D5接三相输入电压VB，串联二极管D6、D7接三相输入电压VC，输入电容Cin的正、负极接串联二极管D2、D3、串联二极管D4、D5、串联二极管D6、D7的电路接口上；所述PFC电路(2)由二极管D1、开关管S1和电感Lb组成，其中，二极管D1的负极接开关管S1的源极，正极与Cb负极应该相连，开关管S1的漏极接二极管D1，开关管S1的源极接输入电容Cin的负极电路接口，电感Lb的一端接开关管S1的漏极电路接口上，另一端接储能电容Cb的负极电路接口；所述DC-DC电路(3)由串联开关管S2、S3、串联电容C1、C2，变压器T、串联二极管D8、D9、串联二极管D10、D11和输出电容Co组成，其中，串联开关管S2、S3的漏极接储能电容C...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄贵松，
申请(专利权)人：上海钧功电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31