[发明专利]PFC电路及具有其的整流装置

说明书

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，特别涉及一种PFC(PowerFactorCorrection，功率因素校正)电路以及一种具有该PFC电路的整流装置。

背景技术

为解决整流滤波电路导致的交流输入侧谐波电流含量给电网带来的严重污染，同时为给变频负载提供直流侧的稳定、可靠直流电压，升压型PFC电路在变频产品中得到广泛应用。

目前最为普遍的升压型PFC电路如图1所示，其中交流输入电源Um经过整流电路(由四个二极管VD1、VD2、VD3和VD4组成)整流后，再经过升压型PFC电路进行功率因素校正，最后经过电解电容C1滤波后输出平滑的直流电压Vout1。PFC电路主要由储能电感L1、开关器件IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor，绝缘栅双极型晶体管)1、升压二极管D1以及PWM(PulseWidthModulation，脉宽调制)控制信号等部分组成。

如果要获得比较大的PFC电路输出功率，通常采用以下三种方式来获得：①直接选用更大功率等级的开关器件和升压二极管；②在原电路的基础上，增加开关器件和升压二极管使之并联于原有器件，例如两个IGBT1和IGBT2并联，两个升压二极管D1和D2并联，具体如图2所示；③采用交错式PFC电路，即在原来放置单个较大功率PFC电路的地方并行放置两个小功率的PFC模块301和302，使两个并联模块以180°的相移交替工作，具体如图3所示。

然而，采用方式①时，由于大功率等级的器件价格昂贵，会导致应用成本较高；采用方式②时，由于并联的开关器件自身参数的不一致及电路布局的不对称，容易引起并联的开关器件电流分配不均衡，从而影响开关器件的可靠性，电路的可靠性大大降低；采用方式③时，要同时控制两个并联的PFC模块以180°的相移交替工作，电路设计难度大、控制算法复杂。因此，需要对现有的PFC电路进行改进。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决上述的技术缺陷之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种能够提升输出功率等级且可靠性高的PFC电路。

本发明的另一个目的在于提出一种整流装置。

为达到上述目的，本发明实施例提出的一种功率因素校正PFC电路，包括：多个PFC模块，所述多个PFC模块相互并联，每个所述PFC模块包括储能电感、开关器件和升压二极管；以及控制模块，所述控制模块输出控制信号至每个所述PFC模块中的开关器件以对每个所述PFC模块中的开关器件进行同步控制。

根据本发明实施例的PFC电路，通过采用并联多个PFC模块的方式来提升输出功率等级，主要由多个例如两个在结构上相互独立、但控制信号同步的PFC模块并联构成，其中每个PFC模块由储能电感、开关器件和升压二极管组成，多个例如两个PFC模块中的开关器件由同一控制信号同步控制，解决了多个开关器件并联运行时电流分配不均的问题，并且利用储能电感中的感应电动势阻止各支路电流的变化率这一特性，迫使并联的开关器件各支路电流动态平衡。因此，本发明实施例的PFC电路结构相对简单，并且控制策略能够与小功率开关器件相兼容，功率提升主要靠开关器件并联数目的增加来实现，同时利用既有的储能电感迫使并联的开关器件支路电流动态平衡，电路的稳定可靠性高，具有性价比高、便于不同功率等级器件进行模块化设计和生产等优点。

根据本发明的一个实施例，所述开关器件为绝缘栅双极型晶体管IGBT。

根据本发明的一个实施例，当所述多个PFC模块为第一PFC模块和第二PFC模块时，所述第一PFC模块中的储能电感的一端与整流桥的第一输出端相连，所述第一PFC模块中的储能电感的另一端与所述第一PFC模块中的升压二极管的阳极和所述第一PFC模块中的IGBT的C极相连，所述第二PFC模块中的储能电感的一端与所述整流桥的第一输出端相连，所述第二PFC模块中的储能电感的另一端与所述第二PFC模块中的升压二极管的阳极和所述第二PFC模块中的IGBT的C极相连，所述第一PFC模块中的升压二极管的阴极与所述第二PFC模块中的升压二极管的阴极相连后作为所述PFC电路的第一输出端，所述第一PFC模块中的IGBT的G极和所述第二PFC模块中的IGBT的G极相连后与所述控制模块相连，所述第一PFC模块中的IGBT的E极与所述第二PFC模块中的IGBT的E极相连后作为所述PFC电路的第二输出端，且所述PFC电路的第二输出端与所述整流桥的第二输出端相连。

根据本发明的一个实施例，所述第一PFC模块或所述第二PFC模块中的IGBT与升压二极管通过IGBT组件封装在一起。