一种兼容升压及降压控制的高效率三相PFC整流器电路与控制方法，电路包括输入滤波电路、功率开关电路、输出滤波电路以及控制电路，通过本发明专利技术的实施，在功率开关电路使用6组反向连接的MOS管，解决了现有技术中只能升压控制或降压控制、直流侧输出电压调节范围小的问题；通过在整流器输出端添加一MOS管构成电感电流续流回路，显著降低了整流器续流时的导通功率损耗，可极大地提高变换器效率，使其可用于大功率应用场合，相比传统三相Boost PFC整流器或BuckPFC整流器，本发明专利技术具有结构简单、网侧输入电压范围宽、变换效率高、功率因数高、控制简单、成本低等突出优势。成本低等突出优势。成本低等突出优势。
【技术实现步骤摘要】
一种兼容升压及降压控制的高效率三相PFC整流器电路及控制方法
[0001]本专利技术属于电力电子
，具体涉及一种兼容升压及降压控制的高效率三相PFC整流器电路及控制方法。
技术介绍
[0002]随着电力电子装置的广泛使用，特别是许多低功率因数的电力电子的使用，电网中产生大量的谐波，对供电质量、电网损耗都存在一定的影响，严重时会造成设备异常甚至损坏。将功率因数校正技术应用到电力电子设备中，能有效降低谐波对电网的影响，提高设备的效率。因此，高性能的三相整流器显得尤为重要。此外，多电飞机的发电机输出交流电压通常有3～5倍甚至更宽变化范围，通常情况下，输入电压范围越宽，电源变换器的变换效率越低，急切需要既能适应宽电压范围输入也能实现电网谐波抑制的高效率电源变换器技术。
[0003]目前在三相整流器领域，三相整流器工作在降压模式时，为防止直流侧电感电流断续，三相整流器要求每个时刻有一桥臂直通，即通过三相桥臂构成电感电流续流回路，效率较低，不适用于大功率应用场合。因此，在一些输入电压范围很宽、功率因数要求比较高及要求高变换效率的场合，现有拓扑无法满足要求。
技术实现思路
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种兼容升压及降压控制的高效率三相PFC整流器电路及控制方法。
[0005]本专利技术通过以下技术方案得以实现。
[0006]本专利技术提供的一种兼容升压及降压控制的高效率三相PFC整流器电路，包括输入滤波电路、功率开关电路、输出滤波电路以及控制电路，所述输入滤波电路与功率开关电路连接，功率开关电路与输出滤波电路连接，控制电路的输出端与功率开关电路连接；
[0007]所述输入滤波电路包括电感La、电感Lb、电感Lc、电容Ca、电容Cb以及电容Cc；所述功率开关电路包括功率桥电路与续流电路，所述功率桥电路包含功率MOS管Qa1、功率MOS管Qa2、功率MOS管Qa3、功率MOS管Qa4、功率MOS管Qb1、功率MOS管Qb2、功率MOS管Qb3、功率MOS管Qb4、功率MOS管Qc1、功率MOS管Qc2、功率MOS管Qc3以及功率MOS管Qc4，所述续流电路包括功率MOS管Qd；所述输出滤波电路包括电感Ldc以及电容Co；
[0008]所述电感La的一端与A相电压连接，另一端与电容Ca的一端连接；电感Lb的一端与B相电压连接，另一端与电容Cb的一端连接；电感Lc的一端与C相电压连接，另一端与电容Cc的一端连接；电容Ca的另一端、电容Cb的另一端以及电容Cc的另一端相连接；
[0009]所述电感Ldc的一端与电容Co的一端相连接，电感Ldc的另一端与电容Co的另一端分别与控制电路连接；
[0010]所述功率MOS管Qa1的漏极与电感Ldc的另一端相连，功率MOS管Qa1的源极与功率
MOS管Qa2的源极相连，功率MOS管Qa2的漏极与电感La的另一端相连，功率MOS管Qa1的栅极与功率MOS管Qa2的栅极相连；功率MOS管Qa3的漏极与电感La的另一端相连，功率MOS管Qa3的源极与功率MOS管Qa4的源极相连，功率MOS管Qa4的漏极与电容Co的另一端相连，功率MOS管Qa3的栅极与功率MOS管Qa4的栅极相连；所述功率MOS管Qb1的漏极与电感Ldc的另一端相连，功率MOS管Qb1的源极与功率MOS管Qb2的源极相连，功率MOS管Qb2的漏极与电感Lb的另一端相连，功率MOS管Qb1的栅极与功率MOS管Qb2的栅极相连；功率MOS管Qb3的漏极与电感Lb的另一端相连，功率MOS管Qb3的源极与功率MOS管Qb4的源极相连，功率MOS管Qb4的漏极与电容Co的另一端相连，功率MOS管Qb3的栅极与功率MOS管Qb4的栅极相连；所述功率MOS管Qc1的漏极与电感Ldc的另一端相连，功率MOS管Qc1的源极与功率MOS管Qc2的源极相连，功率MOS管Qc2的漏极与电感Lc的另一端相连，功率MOS管Qc1的栅极与功率MOS管Qc2的栅极相连；功率MOS管Qc3的漏极与电感Lc的另一端相连，功率MOS管Qc3的源极与功率MOS管Qc4的源极相连，功率MOS管Qc4的漏极与电容Co的另一端相连，功率MOS管Qc3的栅极与功率MOS管Qc4的栅极相连；功率MOS管Qd的漏极与电感Ldc的另一端相连，功率MOS管Qd的源极与电容Co的另一端相连。
[0011]进一步的，还包括辅助电源，所述辅助电源与控制电路连接。
[0012]进一步的，所述电感Ldc的另一端与辅助电源连接。
[0013]进一步的，所述电容Co的另一端与辅助电源连接。
[0014]进一步的，还包括电阻RL，所述电阻RL与电容Co并联连接。
[0015]进一步的，所述控制电路输入端接入三相输入电压信号与三相输入电流信号，输出端接入功率开关电路。
[0016]一种兼容升压及降压控制的高效率三相PFC整流器电路的控制方法，包括以下步骤：
[0017]步骤1，判断三相PFC整流器的三相输入电压与直流输出电压设定值Udc之间的数值关系；
[0018]步骤2，根据步骤1所得的数值关系进行升压控制、降压控制及同步整流控制工作模式的切换，具体为：
[0019]当直流输出电压设定值Vref满足时，三相整流变换器工作在降压模式；
[0020]当直流输出电压设定值Vref满足时，三相整流变换器工作在升压模式；
[0021]当直流输出电压设定值Vref满足时，三相整流变换器工作在同步整流模式；
[0022]其中，Vref为直流输出电压设定值，Um为整流器三相输入电压的线电压峰值，ΔU％代表电网电压的波动范围。
[0023]进一步的，所述三相输入电压的幅值相同，相位依次相差120
°
。
[0024]本专利技术的有益效果在于：通过本专利技术的实施，在三相PFC整流器桥臂使用6组反向连接的MOS管，实现网侧高功率因数及适应宽输入交流电压的功能；相应的控制方法解决了
现有技术中只能升压控制或降压控制，直流侧输出电压调节范围小的问题；对于本兼容升压及降压控制的三相PFC整流器，桥臂MOS管关断时，输入与输出隔离，不存在电流通路；本专利技术的电路中，同一相的上、下桥臂直通工况是一个正常运行状态，不会损坏整流器。因此具有较低启动电流与可靠的短路电流抑制能力。三相整流器工作在降压模式时，为防止直流侧电感电流断续，通过元器件Qd构成电感电流续流回路。可使续流时损耗降为用桥臂续流损耗的1/4，可极大地提高变换器效率，降低产品散热设计难度，提高可靠性，使其可用于大功率应用场合。相比传统三相Boost PFC整流器或Buck PFC整流器，本专利技术具有结构简单、网侧输入电压范围宽、变换效率高、功率因数高、控制简单、成本低等突出优势。
附图说明
[0025]图1为本专利技术的电路拓扑结构框图；
[0026]图2为本专利技术的功率桥电路图；
[0027]图3为本专利技术的整流器控制原理框图；
[0028]图4为本专利技术的整流器降压模本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种兼容升压及降压控制的高效率三相PFC整流器电路，其特征在于：包括输入滤波电路、功率开关电路、输出滤波电路以及控制电路，所述输入滤波电路与功率开关电路连接，功率开关电路与输出滤波电路连接，控制电路的输出端与功率开关电路连接；所述输入滤波电路包括电感La、电感Lb、电感Lc、电容Ca、电容Cb以及电容Cc；所述功率开关电路包括功率桥电路与续流电路，所述功率桥电路包含功率MOS管Qa1、功率MOS管Qa2、功率MOS管Qa3、功率MOS管Qa4、功率MOS管Qb1、功率MOS管Qb2、功率MOS管Qb3、功率MOS管Qb4、功率MOS管Qc1、功率MOS管Qc2、功率MOS管Qc3以及功率MOS管Qc4，所述续流电路包括功率MOS管Qd；所述输出滤波电路包括电感Ldc以及电容Co；所述电感La的一端与A相电压连接，另一端与电容Ca的一端连接；电感Lb的一端与B相电压连接，另一端与电容Cb的一端连接；电感Lc的一端与C相电压连接，另一端与电容Cc的一端连接；电容Ca的另一端、电容Cb的另一端以及电容Cc的另一端相连接；所述电感Ldc的一端与电容Co的一端相连接，电感Ldc的另一端与电容Co的另一端分别与控制电路连接；所述功率MOS管Qa1的漏极与电感Ldc的另一端相连，功率MOS管Qa1的源极与功率MOS管Qa2的源极相连，功率MOS管Qa2的漏极与电感La的另一端相连，功率MOS管Qa1的栅极与功率MOS管Qa2的栅极相连；功率MOS管Qa3的漏极与电感La的另一端相连，功率MOS管Qa3的源极与功率MOS管Qa4的源极相连，功率MOS管Qa4的漏极与电容Co的另一端相连，功率MOS管Qa3的栅极与功率MOS管Qa4的栅极相连；所述功率MOS管Qb1的漏极与电感Ldc的另一端相连，功率MOS管Qb1的源极与功率MOS管Qb2的源极相连，功率MOS管Qb2的漏极与电感Lb的另一端相连，功率MOS管Qb1的栅极与功率MOS管Qb2的栅极相连；功率MOS管Qb3的漏极与电感Lb的另一端相连，功率MOS管Qb3的源极与功率MOS管Qb4的源极相连，功率MOS管Qb4的漏极与电容Co的另一端相连，功率MOS管Qb3的栅极与功率MOS管Qb4的栅极相连；所述功率MOS管Qc1的漏极与电感Ldc的另一端相连，功率...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄彪，薛开昶，
申请(专利权)人：贵州航天林泉电机有限公司，
类型：发明
国别省市：
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