[发明专利]一种基于二次Buck变换器的大变比降压型三相PFC电路

说明书

一种基于二次Buck变换器的大变比降压型三相PFC电路，通过由三个双向开关构成的谐波电流注入网络，对工频整流时输入相电流为死区的部分进行补偿，从而实现三相电流正弦控制。对级联Buck电路进行结构上的简化后，引入二次Buck变换器，将一级Buck电路的降压变比D变为更大的变比D²，具有非常显著的降压效果。本发明可以在提高功率因素的同时实现大变比降压输出，并且有利于降低开关管导通损耗。

技术领域

本发明涉及一种基于二次Buck变换器的大变比降压型三相PFC电路。

技术背景

电力电子装置中的不可控整流或相控整流会在网侧产生大量的谐波电流，导致电源系统利用率低、损耗大、影响用电设备的正常工作甚至危及整个电网的稳定运行，谐波治理越来越得到学术界和各国政府的重视，已出台了许多谐波限制标准来规范用电设备的谐波含量。如IEC61000-3-2，GB17625 .1等标准，明确规定电子设备的谐波电流限值，只有满足规范要求的电子设备才允许上市。

随着电力电子技术的发展，DC/DC变换器技术日渐成熟。对于降压型DC/DC变换器，单个Buck变换器在降低输入电压的能力受限于晶体管的最小导通时间，限制了占空比D的最小值。在某些高压输入、低压输出，大降压变比且无需隔离的场合，BUCK电路中高频开关管工作的占空比过小，导致器件应力和开关损耗增大，转换效率偏低，甚至无法正常工作。因此，对于大变比降压型三相PFC电路的研究逐渐成为了趋势。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于二次Buck变换器的大变比降压型三相PFC电路，拓宽占空比，在保证较大的降压变比的同时能够实现三相功率因素校正。

本发明采取的技术方案为：

一种基于二次Buck变换器的大变比降压型三相PFC电路，它包括三相交流输入电源Uin、滤波电路、三相不可控二极管整流桥、二次Buck变换器、三次谐波电流注入电路、输出回路；所述三相交流输入电源Uin和滤波电路连接在一起；所述滤波电路和三相不可控二极管整流桥连接在一起；所述三相不可控二极管整流桥和二次Buck变换器连接在一起；所述二次Buck变换器和三次谐波注入电路连接在一起；所述三次谐波注入电路和输出回路连接在一起。

所述滤波电路包括滤波电感L1、滤波电感L2、滤波电感L3、滤波电容C1、滤波电容C2和滤波电容C3；所述三相交流输入电源Uin的三个输入相电压分别与滤波电感L1的一端、滤波电感L2的一端、滤波电感L3的一端连接；滤波电感L1的另一端连接在滤波电容C1的一端；滤波电感L2的另一端连接在滤波电容C2的一端；滤波电感L3的另一端连接在滤波电容C3的一端；滤波电容C1、滤波电容C2、滤波电容C3的另一端连接在一起。

所述三相不可控二极管整流桥包括二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D6；所述整流部分的二极管D1阳极连接二极管D2阴极，二极管D1阳极和二极管D2阴极连接的公共节点与滤波电感L1的一端相连；二极管D3阳极连接二极管D4阴极，二极管D3阳极和二极管D4阴极连接的公共节点与滤波电感L2的一端相连；二极管D5阳极连接二极管D6阴极，二极管D5阳极和二极管D6阴极连接的公共节点与滤波电感L3的一端相连；所述整流部分的二极管D1、二极管D3、二极管D5阴极公共端连接在一起；所述整流部分的二极管D2、二极管D4、二极管D6阳极公共端连接在一起。

所述二次Buck变换器包括二极管D7、二极管D8、电感L4、电容C4、开关管Q1和开关管Q2；所述二极管D7阳极与二极管D8阴极相连，二极管D7阴极与二极管D2、二极管D3、二极管D6阴极公共端相连接，二极管D8阳极与二极管D1、二极管D4、二极管D5阳极公共端相连接；所述电感L4一端与二极管D7阴极相连，电感L4另一端与电容C4一端相连，电容C4另一端与二极管D7阳极相连；所述开关管Q1一端连接到电感L4和电容C4的公共节点；所述开关管Q2一端连接到二极管D8阳极。