[发明专利]一种三相升降压整流变换器及控制方法

说明书

本发明公开了一种三相升降压整流变换器及控制方法，所述三相升降压整流变换器包括输入整流桥组、降压单元和储能续流单元；所述输入整流桥组包含第一至第三整流桥，所述降压单元包含第一至第八开关管和第十三至第十六二极管，储能续流单元包括第十七至第二十二极管、第九至第十开关管、第一至第四续流电感和滤波电容。本发明具备两个降压开关单元，可同相位并联或者错相并联工作，通过对开关管施加“中”模式PWM驱动信号和“高”模式PWM驱动信号，可以实现三相整流变换器中的输入整流桥组及降压开关单元最大程度的复用，适用于中大功率输出电压范围较宽，或者输出电压介于倍至倍输入相电压范围及需要高效率、高功率密度的场合。

技术领域

本申请涉及电力电子领域，具体涉及一种三相升降压整流变换器及控制方法。

背景技术

当前用电设备功率越来越大，采用三相供电方式的用电设备也越来越多，如果用电设备没有功率因数矫正（PFC）功能就会对电网的电能质量破坏很大，严重时甚至会导致电网的瘫痪。为满足电网质量要求，减少对电网的谐波污染或者造成配网不必要的输送负担，三相用电设备必须具备PFC功能或者增加滤波装置，以满足相关法规要求。

一般来说，对于三相交流输入的整流变换电路，如果需要PFC功能，则通常以两电平或者三电平升压型为主。但升压后，输出电压较高，对后端所接的变换器或者负载使用有所限制，如输入标称三相三线380V的交流电压，输出一般都设定在720V左右，甚至高达800V。当后端输出电压还需要变换器调整时，常规的性能较好的功率管在650V以下，近年有电压稍高且高频开关性能较好的1200V左右的SiC等新型开关器件，但成本高昂；为解决整流变换器后端的直流变换器的功率器件的局限性，同时又兼顾效率及其他因素，近年来降压型的两电平整流变换器也成为大家研究的热点，如图1升压式PFC，当初电压较低时则需要做降低处理，图2所示的为降压式PFC，如果采用降压式但其理论上可以稳定输出最高为1.5倍相电压峰值电压的额定电压，如果输出需求电压是超过该电压范围的，但又未达到倍的相电压峰值，则后端必须再增配一级非隔离式的DC/DC直流变换电路（如升压式的方案）变换为所需要的输出电压，图3则是采用升压或者降压方案再经过一级DC/DC稳压变换来实现，两级方案成本较高，同时由于两级的变换，效率会降低。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种三相升降压整流变换器及控制方法，解决上述现有技术存在的导流通路器件多和不能充分利用降压开关器件导流能力导致损耗大，不适宜成本要求相对较高的场所进行应用的技术问题。

本发明采取的第一种技术方案是：一种非隔离式三相升降压整流变换器，包括输入整流桥组、降压单元和储能续流单元；所述输入整流桥组包括第一至第三整流桥，所述第一至第三整流桥均包括四个二极管，所述四个二极管分别两两同向串联组成两个功能相同的桥臂组，两个桥臂组并联连接，形成两个交流输入口，即桥臂组中两个二极管串联的中点，一个整流输出正端，即桥臂组的阴极，一个整流输出负端，即桥臂组的阳极；所述降压单元包括两个降压开关单元，第一降压开关单元包括第一至第四开关管和第十三至第十四二极管，第二降压开关单元包括第五至第八开关管和第十五至第十六二极管；所述第一降压开关单元和所述第二降压开关单元共用所述输入整流桥组中的其中一个整流桥；所述储能续流单元包括第十七至第二十二极管、第九至第十开关管、第一至第四续流电感和滤波电容；三个输入整流桥组分别连接三相三线电源中的任意两相，每个输入整流桥组的输入线电压各不相同；