專利名稱：一種工頻三相三開關(guān)三電平功率因數(shù)校正電路及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及功率因數(shù)校正電路及其控制方法，特別是一種工頻三相三開關(guān)三電平功率因數(shù)校正電路及其控制方法，其屬于電能變換裝置的交流-直流變換器領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
伴隨著電力電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用，電網(wǎng)諧波污染的危害越來越引起人們的關(guān)注， 接入電網(wǎng)的設(shè)備產(chǎn)生的諧波使得電網(wǎng)的安全受到很大的危害，嚴重時可使得接入同一電網(wǎng)的其他設(shè)備不能正常工作，甚至造成設(shè)備損壞，使得人們對電能變換裝置的輸入電流總諧波失真(THD)的要求及輸入功率因數(shù)(PF)的要求越來越高。因此，用電設(shè)備的功率因數(shù)校正一直是業(yè)界十分關(guān)注的課題，而且今后將會越來越重視。在功率因數(shù)校正電路中，三相功率因數(shù)校正占據(jù)有十分重要的位置，三相功率因數(shù)校正電路的類型有多種，有單開關(guān)型、兩開關(guān)型、三開關(guān)型及六開關(guān)型。其中，工頻三相三開關(guān)三電平功率因數(shù)校正電路，具有開關(guān)頻率低、控制簡單、無需零線、開關(guān)應(yīng)力低及安全性高的特點，使其在用電設(shè)備的功率因數(shù)校正中得到推廣使用。據(jù)申請人所知，傳統(tǒng)的工頻三相三開關(guān)三電平功率因數(shù)校正電路，包括輸入電感 L1^ L2, L3,三相整流橋，三個雙向開關(guān)，濾波電容器Cp C2，三個過零檢測器及三個30度定寬電路組成。電感Lp L2及L3的一端與三相電壓源相連接，電感Lp L2及L3的另一端與三相整流橋的三個交流輸入端相連；三個交流輸入端分別與三個雙向開關(guān)的一端相連，三個雙向開關(guān)的另一端連接在一起，同時與電容(^、(2的中點相連；電容C1另一端與三相整流橋的正輸出相連，電容C2另一端與三相整流橋的負輸出相連。一個過零檢測器與一個30度定寬電路串接，再與三相電壓源一相連接。三個過零檢測器檢測三相輸入的過零信號，各相的過零信號各自觸發(fā)各相30度定寬電路去形成控制脈沖，控制該相的雙向開關(guān)導(dǎo)通，實現(xiàn)功率因數(shù)校正功能，其電路原理示意圖請參見圖1。申請人:在研究中發(fā)現(xiàn)，由于傳統(tǒng)的工頻三相三開關(guān)三電平功率因數(shù)校正電路受到控制的三個雙向開關(guān)的導(dǎo)通脈寬為定寬，從而導(dǎo)致傳統(tǒng)的工頻三相三開關(guān)三電平功率因數(shù)校正電路的負載適應(yīng)性很差，基本上只能工作在負載變化不大的應(yīng)用環(huán)境。而且，這種傳統(tǒng)電路所要求控制的輸入電流總諧波失真(THD)是會隨負載的減輕而快速地增大，輸出電壓不斷升高，在負載很輕的條件下，輸出電壓會高到擊穿濾波電容直至損壞用電設(shè)備，因而使其應(yīng)用受到了很大的限制。傳統(tǒng)的工頻三相三開關(guān)三電平功率因數(shù)校正電路滿載時輸入電流波形請參見圖2，此時的輸入電流總諧波失真(THD)為6%左右，請參見圖3 ；其半載時輸入電流波形請參見圖4，此時的輸入電流總諧波失真(THD)為19. 4%左右，請參見圖5 ； 當負載進一步減輕時，其輸入電流總諧波(THD)將進一步快速惡化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對上述傳統(tǒng)技術(shù)的不足，在保留傳統(tǒng)的工頻三相三開關(guān)三電平功率因數(shù)校正電路的優(yōu)點的條件下，克服上述傳統(tǒng)的工頻三相三開關(guān)三電平功率因數(shù)校正電路負載適應(yīng)性差的缺陷，以創(chuàng)新的構(gòu)想，去掉30度定寬電路，使控制脈沖的寬度在一定范圍內(nèi)能夠調(diào)控，提出一種工頻三相三開關(guān)三電平功率因數(shù)校正電路及其控制方法。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一種工頻三相三開關(guān)三電平功率因數(shù)校正電路，電路包括三路過零檢測器、輸入電感LpL2、L3,三相整流橋，三個雙向開關(guān)Sp S2、S3,濾波電容器Q、C2 ；過零檢測器檢測輸入三相電壓的過零點并產(chǎn)生過零脈沖，其特征在于，三個雙向開關(guān)Sp S2, S3實施脈寬控制，進行功率因數(shù)校正；所述電路還包括電流傳感器和控制器，其中電流傳感器檢測該電路的輸出電流；控制器根據(jù)所檢測的輸出電流的大小決定控制脈寬 T，并控制三個雙向開關(guān)Sp S2, S3實施功率因數(shù)校正。其特征在于，電感Li、L2、L3的一端與三相電壓源相連接，電感Li、L2、L3的另一端與三相整流橋的三個交流輸入端中的一個交流輸入端相連，同時三個交流輸入端分別與三個雙向開關(guān)Si、S2, &的一端相連，三個雙向開關(guān)Si、S2, &的另一端連接在一起，同時與電容 C1X2的中點相連，電容C1另一端與三相整流橋的正輸出相連，電容C2另一端與三相整流橋的負輸出相連；三個過零檢測器連接于三相電源輸出端，電流傳感器連接于所述電路的直流輸出與負載之間。其特征在于，過零檢測器檢測輸入的三相電壓的過零點，并將過零點脈沖信號送入控制器，用以決定各對應(yīng)控制脈沖的起始時間。其特征在于，電流傳感器用于測量輸出電流的值，并將所測結(jié)果送給控制器，用以決定各對應(yīng)控制脈沖的脈寬。
作為本發(fā)明的進一步改進，為得到更小的輸入電流總諧波失真(THD)，將上三相三開關(guān)三電平功率因數(shù)校正電路中的三個電感U、L2、L3均分裂為兩個電感。其特征在于，所述電感Li、L2、L3均分裂為兩個電感，使得=L1=L1JL^2 -,L2=L2^2 ； L3=L3-^Lp2 ；且使得=Lh=O. 2XL” L2^1=O. 2XL2, L3^1=O. 2XL3 ；在所分裂的電感的連接點接入由Lx及Cx構(gòu)成的串聯(lián)諧振回路，串聯(lián)諧振回路諧振于輸入交流電源的5、7或者11次諧波上，選擇兩個即可。結(jié)合上述的一種三相三開關(guān)三電平功率因數(shù)校正電路，本發(fā)明提出了一種三相三開關(guān)三電平功率因數(shù)校正電路的控制方法包括檢測和控制，檢測采用二個步驟，其一，檢測三相輸入電壓的過零點；其二，檢測設(shè)備的輸出電流；其特征在于，根據(jù)檢測結(jié)果進行控制，由所檢測到的各相電壓的過零點，決定所對應(yīng)的控制開關(guān)的控制脈沖的起始點，由所檢測到的輸出電流值決定該控制脈沖的脈寬T，并控制所對應(yīng)的雙向開關(guān)的開通及關(guān)斷。其特征在于，控制器產(chǎn)生的控制脈寬T與所檢測的設(shè)備輸出電流呈線性關(guān)系，且符合y=kx+b的特征。其脈寬T與電壓值y存在一一對應(yīng)的線性關(guān)系。電壓值kx為電流傳感器的輸出電壓，其中Χ為所測設(shè)備輸出電流值，k為該電流傳感器的響應(yīng)系數(shù)且為常數(shù)，b 為一固定電壓。其特征在于，當輸出電流為設(shè)計額定值時，控制器產(chǎn)生的脈寬T為30度至35度之間，當其輸出電流為設(shè)計額定值的二分之一時，控制器產(chǎn)生的脈寬T為22度至27度之間， 而輸入電壓的一個正弦周期為360度，具體的寬度值以當時所測輸入電流的總諧波失真 (THD)最小時為準。本發(fā)明提出的一種工頻三相三開關(guān)三電平功率因數(shù)校正電路的控制方法能較好地解決傳統(tǒng)工頻三相三開關(guān)三電平功率因數(shù)校正電路的負載適應(yīng)性差的問題。在輸入稍加無源吸收的情況下，滿載輸出時，其輸入電流波形見圖8，輸入電流總諧波失真(THD)為小于2%，請參見圖9;半載輸出時，其輸入電流波形見圖10，輸入電流總諧波失真(THD)為小于3. 596，請參見圖11，功率因數(shù)PF均為0.99。本發(fā)明的優(yōu)點是，構(gòu)思新穎，對現(xiàn)有結(jié)構(gòu)進行合理改進，采用的控制方法恰當，且有針對性，能很好地解決現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷和不足，由以上的結(jié)果可見，本發(fā)明的工頻三開關(guān)三電平功率因數(shù)校正電路及其控制方法產(chǎn)生的效果是十分明顯的。滿載時的輸入電流總諧波失真由以往的6%左右提高到小于2%，半載時的輸入電流總諧波失真由以往的19. 4% 左右提高到小于3. 5%，且直到負載接近空載，本發(fā)明的工頻三開關(guān)三電平功率因數(shù)校正電路輸出電壓幾乎不變，其負載適應(yīng)性問題得到了很好地解決。


圖1、傳統(tǒng)的工頻三相三開關(guān)三電平功率因數(shù)校正電路原理示意圖。圖2、傳統(tǒng)的工頻三相三開關(guān)三電平功率因數(shù)校正電路在定脈寬控制條件下 5400W輸出時輸入電流波形圖。圖3、傳統(tǒng)的工頻三相三開關(guān)三電平功率因數(shù)校正電路在定脈寬控制條件下 5400W輸出時入電流總諧波失真(THD)圖。圖4、傳統(tǒng)的工頻三相三開關(guān)三電平功率因數(shù)校正電路在定脈寬控制條件下 2700W輸出時輸入電流波形圖。圖5、傳統(tǒng)的工頻三相三開關(guān)三電平功率因數(shù)校正電路在定脈寬控制條件下 2700W輸出時輸入電流總諧波失真(THD)圖。圖6、本發(fā)明的工頻三相三開關(guān)三電平功率因數(shù)校正電路原理示意圖。圖7、本發(fā)明的工頻三相三開關(guān)三電平功率因數(shù)校正電路帶輸入吸收單元的電路原理示意圖。圖8、本發(fā)明在脈寬控制條件下5400W輸出時輸入電流波形圖。圖9、本發(fā)明在脈寬控制條件下5400W輸出時輸入電流總諧波失真(THD)圖。圖10、本發(fā)明在脈寬控制條件下2700W輸出時輸入電流波形圖。圖11、本發(fā)明在脈寬控制條件下2700W輸出時輸入電流總諧波失真(THD)圖。圖12、本發(fā)明采用的控制器的電路原理示意圖。
具體實施例方式下面，根據(jù)附圖，詳細描述本發(fā)明的實施例。如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5所示，傳統(tǒng)的工頻三相三開關(guān)三電平功率因數(shù)校正電路包括輸入電感U、L2、L3,三相整流橋，三個雙向開關(guān)Sp S2、S3,濾波電容器CpC2,三路過零檢測器及三個30度的定寬電路組成。電感LpL2及L3的一端與三相電壓源相連接，電感 U、L2及L3的另一端與三相整流橋的三個交流輸入端相連；三個交流輸入端分別與三個雙向開關(guān)S。S2、S3的一端相連，三個雙向開關(guān)Sp S2, S3的另一端連接在一起，同時與電容Cp C2的中點相連；電容C1另一端與三相整流橋的正輸出相連，電容C2另一端與三相整流橋的負輸出相連。過零檢測器與一個30度的定寬電路串接，再與三相電壓源一相連接。三個雙向開關(guān)Sp S2, S3的控制端Gp (；2、G3的分別與一個30度的定寬電路的輸出端配相連。為解決傳統(tǒng)的工頻三相三開關(guān)三電平功率因數(shù)校正電路所存在的問題，申請人來對傳統(tǒng)的工頻三相三開關(guān)三電平功率因數(shù)校正電路作個分析。通過分析研究原設(shè)計方案要求，可以知道其輸入電感的設(shè)計必須符合下式L=(0. 11547XVin2 )/(fXPo)，式中Vin為輸入電壓有效值，f為輸入電壓頻率，Po為輸出功率。與之配套的控制方案為在各相電壓的過零點開始，連接于各相的雙向開關(guān)固定開通30度的寬度。由上式可見，該方案在輸入電壓及頻率確定的情況下，輸入電感的大小決定了輸出功率的大小。也就是說，原設(shè)計方案中的一種值的電感只適應(yīng)一種輸出功率，要求輸出功率大時，輸入電感的電感量就要小，要求輸出功率小時，輸入電感的電感量就要大，這樣的設(shè)計方案本身就決定了其對負載的適應(yīng)能力差。本發(fā)明為解決傳統(tǒng)設(shè)計及控制方案負載適應(yīng)能力差的問題，提出通過調(diào)整三個雙向開關(guān)導(dǎo)通脈寬的方式，來等效調(diào)整輸入電感感抗的大小，從而起到等效調(diào)整輸入電感的大小的效果，以適應(yīng)負載的變化。從而解決了電感值固定不能適應(yīng)輸出功率變化的問題，并得出脈寬控制的特征為y=kx+b，即可達到最佳的控制效果。根據(jù)以上所述，本發(fā)明提出以下實施方案
如圖6所示，本發(fā)明對傳統(tǒng)的工頻三相三開關(guān)三電平功率因數(shù)校正電路進行了改進， 去掉30度的定寬電路，增加一個電流傳感器和使用一個控制器采集流經(jīng)電流傳感器的電流值。通過增加一個電流傳感器檢測輸出電流，并使用一個控制器來根據(jù)所檢測的電流值， 實施三路開關(guān)的脈寬控制，且使其脈寬控制特征為y=kx+b。其脈寬T與電壓值y存在一一對應(yīng)的線性關(guān)系。電壓值kx為電流傳感器的輸出電壓，其中χ為所測設(shè)備輸出電流值，k為該電流傳感器的響應(yīng)系數(shù)且為常數(shù)，b為一固定電壓。本發(fā)明的工頻三相三開關(guān)三電平功率因數(shù)校正電路的基本結(jié)構(gòu)如下
電路包括三路過零檢測器，輸入電感Lp L2, L3,，三相整流橋，三個雙向開關(guān)Sp S2, S3, 濾波電容器C1X2 ；其中過零檢測器檢測輸入三相電壓的過零點并產(chǎn)生過零脈沖，三個雙向開關(guān)Sp S2, S3實施脈寬控制，進行功率因數(shù)校正；所述電路還包括電流傳感器和控制器，其中電流傳感器檢測該電路的輸出電流；控制器根據(jù)所檢測的輸出電流的大小決定控制脈寬 T，并控制三個雙向開關(guān)Sp S2及&實施功率因數(shù)校正。其中，電感Lp L2及L3的一端與三相電壓源相連接，電感Li、L2、L3的另一端與三相整流橋的三個交流輸入端相連，同時三個交流輸入端分別與三個雙向開關(guān)S^S2A3的一端相連；三個雙向開關(guān)S^S2A3的另一端連接在一起，同時與電容Cp C2的中點相連，電容C1另一端與三相整流橋的正輸出相連，電容C2 另一端與三相整流橋的負輸出相連。三路過零檢測器檢測三相輸入的過零信號，電流傳感器連接于所述電路的直流輸出與負載之間。電流傳感器與控制器配連，控制器配接三路過零檢測器、三個雙向開關(guān)Sp S2, S3的控制端Gp G2, (；3。過零檢測器檢測輸入三相電壓的過零點，并將過零點送入控制器，電流傳感器用于測量輸出電流的值，并將所測結(jié)果送給控制器?？刂破骺捎赡M及數(shù)字分立器件構(gòu)成，也可直接由CPU構(gòu)成。如圖7所示，作為本發(fā)明的工頻三相三開關(guān)三電平功率因數(shù)校正電路的進一步改進，這種進一步改進是將圖6所示的工頻三相三開關(guān)三電平功率因數(shù)校正電路中的三個電感L1、L2及L3均分裂為兩個電感，使得=L1=LH+!^ ;L2=L2_i+L2_2 ；L3=L3_i+L3_2 ；且使得 Lh=O. 2X L1 ；LH=O. 2XL2 ；L3^1=O. 2XL3 ；并在所分裂的電感的連接點接入由Lx及Cx構(gòu)成的串聯(lián)諧振回路，其他的部分保留不變。串聯(lián)諧振回路諧振于輸入交流電源的5、7或者11次諧波上，選擇兩個即可。在輸入稍加無源吸收的情況下，滿載輸出時，其輸入電流波形見圖8，輸入電流總諧波失真(THD)為小于296，請參見圖9;半載輸出時，其輸入電流波形見圖10，輸入電流總諧波失真(THD)為小于3. 596，請參見圖11，功率因數(shù)PF均為0.99。本發(fā)明的工頻三相三開關(guān)三電平功率因數(shù)校正電路的工作過程為由控制器根據(jù)過零檢測器所檢測的各相電壓的過零時刻，決定所對應(yīng)相雙向開關(guān)開通的起始時刻，根據(jù)電流傳感器所檢測的輸出電流值，決定所對應(yīng)相雙向開關(guān)的關(guān)斷時刻。由此形成的三路控制脈沖去控制三個雙向開關(guān)SpS2J3的導(dǎo)通與關(guān)斷，且其脈寬控制特征為y=kx+b，從而實現(xiàn)功率因數(shù)校正功能。本發(fā)明的一種工頻三相三開關(guān)三電平功率因數(shù)校正電路的控制方法，包括檢測和控制二個方面，檢測采用二個步驟，其一，檢測三相輸入電壓的過零點；其二，檢測設(shè)備的輸出電流；根據(jù)檢測結(jié)果用于控制，根據(jù)檢測結(jié)果進行和實現(xiàn)控制。具體講，由所檢測到的各相電壓的過零點，決定所對應(yīng)相控制開關(guān)S1或&或&的控制脈沖的起始點，由所檢測到的輸出電流值決定該控制脈沖的脈寬T，并控制相對應(yīng)的雙向開關(guān)S1或&或&的開通及關(guān)斷?？刂破鳟a(chǎn)生的控制脈寬T與所檢測的設(shè)備輸出電流呈線性關(guān)系，且符合y=kx+b的特征?？刂破鳟a(chǎn)生的控制脈寬T與電壓值y存在一一對應(yīng)的線性關(guān)系。電壓值kx為電流傳感器的輸出電壓，其中χ為所測設(shè)備輸出電流值，k為該電流傳感器的響應(yīng)系數(shù)且為常數(shù)，b 為一固定電壓。當輸出電流為設(shè)計額定值時，控制器產(chǎn)生的控制脈寬T為30度至35度之間，當其輸出電流為設(shè)計額定值的二分之一時，控制器產(chǎn)生的控制脈寬T為22度至27度之間，而輸入電壓的一個正弦周期為360度，控制脈寬T的具體的寬度值以當時所測輸入電流的總諧波失真(THD)最小時為準。下面，以分立器件的構(gòu)成為例，對構(gòu)成本發(fā)明所采用的控制器的一個實施方案進行描述如圖12所示，三路過零脈沖分別送入對各相脈寬進行控制的RS觸發(fā)器D2、D3、D4的 S端，三路過零脈沖經(jīng)或門D1相加后送入鋸齒波發(fā)生器的清零端，鋸齒波發(fā)生器的輸出送入由N2構(gòu)成的比較器的同向輸入端，電壓_kx及電壓-b經(jīng)由運算放大器N1及電阻R1A2與R3 構(gòu)成的加法器相加，得到電壓y，y=kx+b，將電壓y送入由隊構(gòu)成的比較器的反向輸入端，比較器的輸出送入RS觸發(fā)器D2、D3及D4的R端。由上述電路及其連接構(gòu)成了本發(fā)明的控制器，其工作過程如下各相的過零檢測器檢測到的過零脈沖，分別送入控制各對應(yīng)相雙向開關(guān)導(dǎo)通脈寬的RS觸發(fā)器的S端，將所對應(yīng)的RS觸發(fā)器置1，令所對應(yīng)的雙向開關(guān)導(dǎo)通；同時上述過零脈沖經(jīng)過或門D1送入鋸齒波發(fā)生器的清零端，將鋸齒波發(fā)生器清零，并產(chǎn)生新的鋸齒波，鋸齒波電壓由零開始，隨著時間的增加其輸出電壓線性的增加，不同的時間對應(yīng)不同的輸出電壓值，該鋸齒波電壓與電壓y進行比較，當鋸齒波電壓大于電壓y時，比較器 N2輸出變高電平，該高電平將相關(guān)的RS觸發(fā)器置零，令所對應(yīng)的雙向開關(guān)關(guān)斷，從而完成了將電壓高低轉(zhuǎn)化為脈寬寬窄的控制。送入控制器的電壓_kx為電流傳感器的輸出，電壓-b 為一固定電壓，可由電阻經(jīng)電壓源分壓得到?？刂铺卣鱵=kx+b可通過以下過程在具體的設(shè)備或者電路中確定
首先令固定電壓b值為0，令本發(fā)明電路的輸出電流為設(shè)計的額定值，測量輸入電源線的電流總諧波失真(THD)，調(diào)節(jié)輸出電流傳感器的響應(yīng)度，使得輸入電流總諧波失真(THD) 的值為最小，測量此條件下控制器輸出的脈寬T，此刻的脈寬應(yīng)為30度至35度之間，可令其為T1，或者測量與該脈寬對應(yīng)的電壓y，所測量與該脈寬對應(yīng)的電壓，可令其為yi ；
再令本電路的輸出電流為設(shè)計的額定值的二分之一，測量輸入電源線的電流總諧波失真(THD)，調(diào)節(jié)輸出電流傳感器的響應(yīng)度，使得輸入電流總諧波失真(THD)的值為最小，測量此條件下控制器輸出的脈寬T，此刻的脈寬應(yīng)為22度至27度之間，可令其為T2,或者測量與該脈寬對應(yīng)的電壓1，所測量與該脈寬對應(yīng)的電壓，可令其為y2 ；由以上兩個點的數(shù)據(jù)， 根據(jù)平面解析幾何的知識，就很容易求得該具體設(shè)備或電路的kx及b 了。將求得的b值的電壓送入控制器，再令本發(fā)明電路的輸出電流為設(shè)計的額定值， 測量輸入電源線的電流總諧波失真(THD)，調(diào)節(jié)輸出電流傳感器的響應(yīng)度，使得輸入電流總諧波失真(THD)的值為最小，至此，完成了控制特征y=kx+b在具體設(shè)備或電路中的確定。以上說明僅為本發(fā)明的優(yōu)選方案，應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的條件下，還可以作出若干改進及修飾，這些改進及修飾也應(yīng)該視為本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種工頻三相三開關(guān)三電平功率因數(shù)校正電路，電路包括三路過零檢測器、輸入電感Li、L2、L3,三相整流橋，三個雙向開關(guān)Si、S2、S3，濾波電容器Ci、C2 ；其中過零檢測器檢測輸入三相電壓的過零點并產(chǎn)生過零脈沖，其特征在于，三個雙向開關(guān)S1J2J3實施脈寬控制，進行功率因數(shù)校正；所述電路還包括電流傳感器和控制器，其中電流傳感器檢測該電路的輸出電流；控制器根據(jù)所檢測的輸出電流的大小決定控制脈寬T，并控制三個雙向開關(guān) Si、S2、&實施功率因數(shù)校正。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種工頻三相三開關(guān)三電平功率因數(shù)校正電路，其特征在于， 電感Lp L2、L3的一端與三相電壓源相連接，電感Lp L2, L3的另一端與三相整流橋的三個交流輸入端中的一個交流輸入端相連，同時三個交流輸入端分別與三個雙向開關(guān)Sp S2, S3的一端相連，三個雙向開關(guān)Sp S2, S3的另一端連接在一起，同時與電容Cp C2的中點相連，電容C1另一端與三相整流橋的正輸出相連，電容C2另一端與三相整流橋的負輸出相連；三個過零檢測器連接于三相電源輸出端，電流傳感器連接于所述電路的直流輸出與負載之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種工頻三相三開關(guān)三電平功率因數(shù)校正電路，其特征在于， 過零檢測器檢測輸入的三相電壓的過零點，并將過零點脈沖信號送入控制器，用以決定各對應(yīng)控制脈沖的起始時間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種工頻三相三開關(guān)三電平功率因數(shù)校正電路，其特征在于， 電流傳感器用于測量輸出電流的值，并將所測結(jié)果送給控制器，用以決定各對應(yīng)控制脈沖的脈寬。
5.如權(quán)利要求1所述一種工頻三相三開關(guān)三電平功率因數(shù)校正電路，其特征在于， 為得到更小的輸入電流總諧波失真(THD)，所述電感U、L2及L3均分裂為兩個電感，使得 L1=L1^1+L1^2 -,12=1^+1^ ；L3=L3-^Lp2 ；且使得=L1^1=O. 2XL” L2^1=O. 2XL2, L3^1=O. 2XL3 ；在所分裂的電感的連接點接入由Lx及Cx構(gòu)成的串聯(lián)諧振回路，串聯(lián)諧振回路諧振于輸入交流電源的5、7或者11次諧波上，選擇兩個即可。
6.一種工頻三相三開關(guān)三電平功率因數(shù)校正電路的控制方法，包括檢測和控制，檢測采用二個步驟，其一，檢測三相輸入電壓的過零點；其二，檢測設(shè)備的輸出電流；其特征在于，根據(jù)檢測結(jié)果進行控制，由所檢測到的各相電壓的過零點，決定所對應(yīng)相控制開關(guān)S的控制脈沖的起始點，由所檢測到的輸出電流值決定該控制脈沖的脈寬T，并控制所對應(yīng)的雙向開關(guān)的開通及關(guān)斷。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述一種工頻三相三開關(guān)三電平功率因數(shù)校正電路的控制方法，其特征在于，控制器產(chǎn)生的控制脈寬T與所檢測的設(shè)備輸出電流呈線性關(guān)系，且符合y=kx+b 的特征；其脈寬T與電壓值y存在一一對應(yīng)的線性關(guān)系，電壓值kx為電流傳感器的輸出電壓，其中χ為所測設(shè)備輸出電流值，k為該電流傳感器的響應(yīng)系數(shù)且為常數(shù)，b為一固定電壓。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述一種工頻三相三開關(guān)三電平功率因數(shù)校正電路的控制方法，其特征在于，輸出電流為設(shè)計額定值時，控制器產(chǎn)生的脈寬T為30度至35度之間；輸出電流為設(shè)計額定值的二分之一時，控制器產(chǎn)生的脈寬T為22度至27度之間，而輸入電壓的一個正弦周期為360度；具體的寬度值以當時所測輸入電流的總諧波失真(THD)最小時為準。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種工頻三相三開關(guān)三電平功率因數(shù)校正電路及其控制方法,本發(fā)明的電路由三路過零檢測器，輸入電感L1、L2及L3,三相整流橋,三個雙向開關(guān)S1、S2及S3，濾波電容器C1、C2及電流傳感器和控制器構(gòu)成；本發(fā)明的控制方法通過控制三個雙向開關(guān)的導(dǎo)通脈沖寬度,實現(xiàn)功率因數(shù)校正功能,較好地解決了傳統(tǒng)工頻三相三開關(guān)三電平功率因數(shù)校正電路的負載適應(yīng)性差的問題。在輸入稍加無源吸收的情況下,滿載輸出時,輸入電流總諧波失真(THD)為2%左右,半載輸出時,輸入電流總諧波失真(THD)為3.5%左右,功率因數(shù)PF均為0.99。
文檔編號H02M1/42GK102497094SQ20111039068
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月1日
發(fā)明者張黎明, 林杰, 謝波 申請人:武漢永力電源技術(shù)有限公司