[发明专利]一种整流器及其控制方法

说明书

本发明公开了一种整流器及其控制方法，属于高功率因数整流技术领域。该整流器包括：三相电压源电路（1）、三相不控整流电路（2）、两个对称的boost电路（3）、三次谐波电压生成电路（4）和H桥boost PFC电路（5）。双半波boost PFC在一个周期内分别在30°‑150°、210°‑330°产生两个相反方向的馒头波相电流波形，当某相电流出现空缺时，波形补偿电路能够切换到相应相上，补偿相应相所缺的相电流波形，使输入电流变为标准正弦波，变换器工作在单位功率因素整流状态。本发明可用于具有功率因数校正（PFC）功能的三相AC/DC变换电路，该拓扑结构简单，控制方便，易于实现。

技术领域

本发明涉及一种整流器及其控制方法，属于高功率因数整流技术领域。

背景技术

功率因数校正技术(Power Factor Correction Technique)是电力电子学界和工业领域的一项基础技术，用于抑制谐波污染，以降低高次电流谐波对电网及各用电设备造成的危害。随着用电设备的增加，对电能变换器也提出了高效率，高功率密度和高功率因数的要求，因此，各种新型的PFC变换拓扑也应运而生。

功率因数校正技术分为无源功率因数校正和有源功率因数校正两种。无源功率因数校正采用无源器件，例如LC滤波，虽然电路结构简单，效率高，但是功率因数受电感取值的影响，最高只能达到0.95，且输出电压不可控，所以多数情况下不被采用。三相PFC可分为两类，一类是单开关结构，一类是多开关结构。三相单开关Boost型PFC电路，为了实现三相之间的解藕，三个电感放在交流侧，并工作于电流断续模式，其特点是电流控制简单，但是该电路的输入、输出电流纹波较大，对滤波电流要求较高，输出电压过高，这给功率管的选取带来了一定的困难，该电路一般应用于输出功率小于10kw以及对电流THD((totalharmonic distortion，总谐波失真))要求不严格的场合。三相多开关虽然能以较高的精度控制输入电流，获得优异的性能，但是所需开关管数量多，驱动和控制策略复杂，成本较高，适合于较大功率的场合。本整流器的波形补偿部分平均功率不为零，处于整流状态，而statcom(静止同步补偿装置)和APF(有源电力滤波器)所吸收的平均功率为零，这是本装置和statcom(静止同步补偿装置)、APF(有源电力滤波器)的本质区别。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种整流器及其控制方法，可用于具有功率因数校正(PFC) 功能的三相AC/DC变换电路，该拓扑结构简单，控制方便，易于实现。

本发明为解决其技术问题采用如下技术方案：

一种整流器，包括：三相电压源电路(1)、三相不控整流电路(2)、两个对称的boost电路(3)、三次谐波电压生成电路(4)和H桥boost PFC电路(5)，其中，三相电压源电路 (1)由ua、ub、uc三相互成120°的三个正弦电压源组成，ua、ub、uc三相电压源一端连在一起接中线，另一端分别与三相不控整流电路(2)相连；

所述三相不控整流电路(2)包括第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第五二极管D5和第六二极管D6，其中，第一二极管D1的阳极与第二二极管D2的阴极相连构成第一条串联电路，第三二极管D3的阳极和第四二极管D4的阴极相连构成第二条串联电路，第五二极管D5的阳极和第六二极管D6的阴极相连构成第三条串联电路，以上三条串联电路阴极与阴极相共，阳极与阳极相共构成三相不控整流电路(2)；其中，ua电压源的另一端与第一条串联电路的中点相连，ub电压源的另一端与第二条串联电路的中点相连，uc电压源的另一端与第三条串联电路的中点相连，ua、ub、uc三相的中线与两个对称的 boost电路(3)相连；