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由单相功率因数校正(PFC)实现三相PFC的方案介绍

发布时间:2015-01-25 23:25:28  来源:大电流电感厂家   查看:

  引言

  电力电子装置的广泛应用,给公用电网造成严重污染,谐波和无功问题日益受到重视。为了减轻电力污染的危害程度,许多国家纷纷制定了相应的标准,如国际电工委员会的谐波标准IEEE555—2和IEC—1000—3—2等。功率因数校正(Power Factor CorrecTIon,简称PFC)技术,尤其是有源功率因数校正(Active Power FactorCorrection,简称APFC)技术可以有效的抑制谐波,已成为研究的热点。

  单相APFC技术的研究比较成熟,已有不少商业化的专用控制芯片,一体成型电感如UC3854,IRll 50,LTl508,ML4819。与单相功率因数校正整流装置相比,三相PFC整流装置具有许多优点:(1)输入功率高,功率额定值可达几千瓦以上;(2)单相PFC整流装置输入功率是一个两倍于工频变化的量,但在三相平衡装置中,三相输入功率脉动部分的总和为零,输入功率是一恒定值,三相PFC整流装置输出功率的脉动周期仅为单相全波整流的三分之一,脉动系数低,因此可以使用容量较小的输出电容,从而可以实现更快的输出电压动态响应。

  三相APFC技术正成为众多学者研究的重点,但其实现有一定的困难,而且还未见成熟的专用控制芯片。若能将单相APFC电路简单功率电感器整合成一个三相APFC电路,将能充分利用成熟的单相控制芯片,制作出满足要求的三相APFC装置。

  1 由单相APFC组合成三相APFC的几种方法

  单相PFC组合成三相PFC的技术优势是:(1)无需研究新的拓扑和控制方式,可直接应用发展比较成熟的单相PFC拓扑,以及相应的单相PFC控制芯片和控制方法;(2)电路由多个单相PFC同时供电,如果某一相出现故障,其余两相仍能继续向负载供电,电路具有冗余特性;(3)由于单向模块的使用,因此需要电感磁珠更少的维护和维修,而且有利于产品的标准化;(4)与三相PFC相比,不需要高压器件等。

  下面将对由单相PFC实现三相PFC的几种方法分别进行介绍。

  1)由三个分别带隔离DC/DC变换的单相PFC并联组成的方法

  每个单相PFC后跟随一个隔离型DC/DC变换器,DC/DC变换器输出端并联起来,形成一个直流回路后向负载供电,如图l所示。此类电路即可采用三相三线制接法,也可用三相四线制的接法,很灵活且很简单。而且此类电路都可设计成单级形式,从而减少功率等级且动态响应比较快。但一体电感器该类电路由三个完全独立的单相PFC及DC/DC变换器组成,由于需3个外加隔离的DC/DC变换器,因此用的器件比较多,成本较高。

  


  (1)单相PFC电路由全桥电路构成

  图2电路的特点是DC/DC的开关控制比较简单,相对于其它电路更适合于大功率场合的应用。但是由于隔离变压器反射电压的影响,全桥电路相对于反激电路来说有更高的电流失真。

  

单相PFC电路由全桥电路构成 www.elecfans.com

  (2)单相PFC电路由Buck电路构成图5 用三个单相Buck变换器组成的三相PFC示意图图3所示Buck型电路的结构比较简单,同全桥电路相似,

  

用三个单相Buck变换器组成的三相PFC示意图

  由于隔离变压器反射电压的影响,其相对于反激电路来说也有较大的电流失真,但其谐波仍可以限定在比较低水平,达到IEC—1000的要求。另外,其可实现的功率等级的大小不如全桥高,但比反激式电路要大。

  (3)单相PFC电路由反激电路构成

  图4所示反激式电路有比较接近正弦的相电流,而且功率因数也更接近于单位功率因数。由于其本身的结构特点,所以不必以增加电压为代价即可达到隔离的作用。但相对于前两种电路其功率不容易做大。

插件电感  

单相PFC电路由反激电路构成

  (4)单相PFC电路由SEPIC电路构成

基于片上状态机的智能电源管理单元设计(图)AT73C203是美国爱特梅尔公司针对便携式电子产品推出的高集成度智能电源管理芯片,适用于4.07~4.20V的各类锂离子电池,提供多种输入源选择以及多路的DC/DC可编程变换输出。图1 使用AT73

为什么谐振电流三元件谐振会出现在上升沿,各位大,一般不都在峰值之后么,求教。






萌新求教。。
什么问题
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2017-8-23 08:22 上

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