一种三相功率因数校正级联稳压电源制造技术

本发明专利技术公开了一种三相功率因数校正级联稳压电源，包括电源滤波器、浪涌保护器、三个独立的单相功率因数校正级联稳压电源和均流控制电路；通过所述电源滤波器、浪涌保护器完成对输入三相电的滤波保护，所述三相电分成三路单相电送给三个独立的单相功率因数校正级联稳压电源，所述三个单相功率因数校正级联稳压电源完成单相功率因数校正电路和隔离比例变换电路后并联作为三相功率因数校正级联稳压电源的输出，通过所述均流控制电路实现三相之间的均流和相平衡。所述单相功率因数校正级联稳压电源的隔离比例变换电路处于开环工作模式。本发明专利技术的三相功率因数校正级联稳压电源具有可靠性高、功率密度高、瞬态响应能力强等特点。点。点。

【技术实现步骤摘要】
一种三相功率因数校正级联稳压电源


[0001]本专利技术属于电源
，具体为一种三相功率因数校正级联稳压电源。

技术介绍

[0002]随着电力电子技术的日益成熟，应用于工业生产、日常生活以及军事探测等的电力电子装置越来越多，电力电子装置使用电网供电时均需要在电网侧进行整流，传统的不控整流方案在设备的输入端电流呈现周期性的脉动，输入电流畸变严重、功率因数降低，大量谐波干扰进入电网。为解决此类问题，有源功率因数校正电路迅速发展通过SPWM调制控制输入电流实现高功率因数和低THD。
[0003]当今电动汽车、5G通信基站、多电飞机以及船舶电气化等平台中的大功率电力电子迅猛发展，大功率三相功率因数校正电路成了新的研究热点。
[0004]传统的三相六开关或者三相三开关(VIENNA)等存在中点电压不平衡、控制解耦运算复杂、参数设计复杂等问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种三相功率因数校正级联稳压电源。
[0006]实现本专利技术目的的技术方案是：一种三相功率因数校正级联稳压电源，包括：电源滤波器、浪涌保护器、第一单相功率因数校正级联稳压电源、第二单相功率因数校正级联稳压电源、第三单相功率因数校正级联稳压电源和均流控制电路；通过所述电源滤波器、浪涌保护器完成对输入三相电的滤波保护，所述三相电分成三路单相电分别送给第一单相功率因数校正级联稳压电源、第二单相功率因数校正级联稳压电源、第三单相功率因数校正级联稳压电源，所述第一单相功率因数校正级联稳压电源、第二单相功率因数校正级联稳压电源、第三单相功率因数校正级联稳压电源完成单相功率因数校正和隔离比例变换后并联作为三相功率因数校正级联稳压电源的输出，所述均流控制电路将第一单相功率因数校正级联稳压电源的工作电流与第一单相功率因数校正级联稳压电源、第二单相功率因数校正级联稳压电源、第三单相功率因数校正级联稳压电源的平均工作电流进行作差，将差值分别反馈到第一单相功率因数校正级联稳压电源、第二单相功率因数校正级联稳压电源、第三单相功率因数校正级联稳压电源，完成对开关变换控制脉冲占空比进行调节，实现第一单相功率因数校正级联稳压电源、第二单相功率因数校正级联稳压电源、第三单相功率因数校正级联稳压电源的均流控制。
[0007]优选地，所述第一单相功率因数校正级联稳压电源包括：单相功率因数校正电路、隔离比例变换电路和反馈补偿电路，所述单相功率因数校正电路与隔离比例变换电路串联连接，单相电经单相功率因数校正电路进行校正后输出高压直流电至隔离比例变换电路，隔离比例变换电路对高压直流电进行隔离比例变换后输出低压直流电，所述反馈补偿电路用于对低压直流电进行采样，所述反馈补偿电路的输出端与单相功率因数校正电路连接。
[0008]优选地，所述隔离比例变换电路处于开环正弦谐振比例变换工作模式，即隔离比
例变换电路的变压器波形为正弦波，隔离比例变换电路为开环变换器、输入输出电压成固定比例。
[0009]优选地，所述单相功率因数校正电路为升压功率因数校正拓扑的稳压输出，所述单相功率因数校正电路内部反馈稳压具有两种模式：自适应快速响应模式和高精度响应模式；
[0010]所述自适应快速响应模式和高精度响应模式通过在线智能判断自动切换，当所述单相功率因数校正电路输出侧电流采样电路中电流随时间的瞬态变化率超过设定阈值，关断所述单相功率因数校正级联稳压电源内的反馈补偿电路自动切换进入自适应快速响应模式。其余状态下默认工作模式为高精度响应模式。
[0011]优选地，自适应快速响应模式下，单相功率因数校正电路根据单相功率因数校正电路的输出电流对输出电压进行线性补偿，输出电流越大，输出电压补偿越高，输出电流越小，输出电压补偿越低，按照隔离比例变换电路的初级等效内阻进行电压调节，单相功率因数校正电路通过对其输出电流的采用自适应调整输出电压，以补偿负载电流变换时隔离比例变换电路等效内阻带来的电压波动，在所述自适应快速响应模式时反馈稳压电路根据所述单相功率因数校正电路的电压电流采样环路完成自适应快速闭环反馈。
[0012]优选地，高精度响应模式下，反馈补偿电路根据负载端的输出电压取样完成环路反馈补偿送给单相功率因数校正电路，当输出电压取样值比反馈补偿电路设定电压输出低时，反馈补偿电路输出电平变高，单相功率因数校正电路的开关变换控制脉冲占空比变大，单相功率因数校正电路的输出电压变高，隔离比例变换电路的输出随之变高，完成所述单相功率因数校正级联稳压电源输出电压的闭环负反馈。
[0013]优选地，所述隔离比例变换电路等效为一个具有固定串联内阻的隔离比例受控源，其等效串联内阻为Rout，设变换比例为K，则初级电流为次级的K倍，初级电流为K
×
Iout，次级电压为初级的K倍，次级电压为K
×
Vin，所述隔离比例变换电路输出电压为
[0014]Vout＝K
×
Vin
‑
Iout
×
Rout。
[0015]本专利技术与现有技术相比，其显著优点为：
[0016]1、可靠性高：本专利技术通过三个独立的单相功率因数校正电路组合实现三相功率因数校正，简化了功率因数校正的控制算法，避免了中点电压不平衡、控制解耦运算复杂、参数设计复杂等问题。
[0017]2、功率密度高：本专利技术通过三个独立的单相功率因数校正电路组合实现三相功率因数校正，简化了功率因数校正的控制算法，大幅降低了功率因数校正闭环控制所需的计算资源，可以大幅提升功率因数校正电路的开关频率，以实现高功率密度的功率因数校正；后级级联的隔离比例变换电路为开环比例正弦变换器，开环变换器不存在闭环反馈振荡等问题，易于提升开关频率，实现高功率密度的隔离变换，同时通过级联稳压的组合实现了闭环反馈，在不影响闭环反馈精度的前提下提升了功率密度。
[0018]3、瞬态响应能力强：三相功率因数校正级联稳压电源具有自适应快速响应模式和高精度响应模式两种工作模式，在负载电流变换速率高时自动切换为自适应响应模式以实现强的瞬态响应能力。
附图说明
[0019]图1是本专利技术三相功率因数校正级联稳压电源的组成示意图。
[0020]图2是本专利技术单相功率因数校正级联稳压电源的电路示意图。
[0021]图3是本专利技术单相功率因数校正级联稳压电源中隔离比例变换的等效电路图。
[0022]图4是本专利技术三相功率因数校正级联稳压电源在自适应快速响应模式下对隔离比例变换输出电压的补偿曲线。
具体实施方式
[0023]下面结合附图对本专利技术作进一步详细描述。
[0024]如图1所示的一种三相功率因数校正级联稳压电源，包括：电源滤波器1、浪涌保护器2、第一单相功率因数校正级联稳压电源3、第二单相功率因数校正级联稳压电源4、第三单相功率因数校正级联稳压电源5和均流控制电路6；通过所述电源滤波器1、浪涌保护器2完成对输入三相电的滤波保护，所述三相电分成三路单相电送给第一单相功率因数校正级联稳压电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三相功率因数校正级联稳压电源，其特征在于，包括：电源滤波器(1)、浪涌保护器(2)、第一单相功率因数校正级联稳压电源(3)、第二单相功率因数校正级联稳压电源(4)、第三单相功率因数校正级联稳压电源(5)和均流控制电路(6)；通过所述电源滤波器(1)、浪涌保护器(2)完成对输入三相电的滤波保护，所述三相电分成三路单相电分别送给第一单相功率因数校正级联稳压电源(3)、第二单相功率因数校正级联稳压电源(4)、第三单相功率因数校正级联稳压电源(5)，所述第一单相功率因数校正级联稳压电源(3)、第二单相功率因数校正级联稳压电源(4)、第三单相功率因数校正级联稳压电源(5)完成单相功率因数校正和隔离比例变换后并联作为三相功率因数校正级联稳压电源的输出，所述均流控制电路(6)将第一单相功率因数校正级联稳压电源(3)的工作电流与第一单相功率因数校正级联稳压电源(3)、第二单相功率因数校正级联稳压电源(4)、第三单相功率因数校正级联稳压电源(5)的平均工作电流进行作差，将差值分别反馈到第一单相功率因数校正级联稳压电源(3)、第二单相功率因数校正级联稳压电源(4)、第三单相功率因数校正级联稳压电源(5)，完成对开关变换控制脉冲占空比进行调节，实现第一单相功率因数校正级联稳压电源(3)、第二单相功率因数校正级联稳压电源(4)、第三单相功率因数校正级联稳压电源(5)的均流控制。2.根据权利要求1所述的三相功率因数校正级联稳压电源，其特征在于，所述第一单相功率因数校正级联稳压电源(3)包括：单相功率因数校正电路(301)、隔离比例变换电路(302)和反馈补偿电路(303)，所述单相功率因数校正电路(301)与隔离比例变换电路(302)串联连接，单相电经单相功率因数校正电路(301)进行校正后输出高压直流电至隔离比例变换电路，隔离比例变换电路对高压直流电进行隔离比例变换后输出低压直流电，所述反馈补偿电路(303)用于对低压直流电进行采样，所述反馈补偿电路(303)的输出端与单相功率因数校正电路(301)连接。3.根据权利要求2所述的三相功率因数校正级联稳压电源，其特征在于，所述隔离比例变换电路(302)处于开环正弦谐振比例变换工作模式且开关频率与串联谐振频率相匹配，即隔离比例变换电路(302)的变压器波形为正弦波，隔离比例变换电路(302)为开环变换器、输入输出电压成固定比例。4.根据权利要求2所述的三相功率因数校正级联稳压...

【专利技术属性】
技术研发人员：高彧博，陈捷，李伟林，齐扬，周中正，
申请(专利权)人：中国船舶集团有限公司第七二三研究所，
类型：发明
国别省市：