本實用新型屬于電力電子與電力傳動技術領域,涉及一種三相PFC電路,具體是一種具有諧波抑制功能的三相PFC電路。
背景技術:
隨著電力電子產品的普及,對相關產品的技術指標要求越來越高,普通的無源整流的方案由于諧波含量大、功率因數(shù)低等缺點,越來越不受大家歡迎,而帶PFC(即Power Factor Correction,功率因素校正)的電力電子設備逐漸被大家接收和普及。在三相電網中,由于三相三電平PFC電路結構簡單,實現(xiàn)容易等優(yōu)點,在充電樁和通信電源以及工業(yè)電源等產品中大量應用。
圖6所示的是現(xiàn)有技術中常用的三相三電平PFC電路,該三相三電平PFC電路一般稱之三相Vienna結構。該電路主要用于輸入側電網是三相三線制的電路中。在工作時,根據控制開關Q1、Q2、Q3的導通與關斷從而控制電流波形與輸入電壓波形一致,達到減小輸入功率因數(shù)的作用。
三相三電平有兩種PWM發(fā)波方式,即矢量控制PWM和普通方式PWM。矢量PWM,是解耦三相交流電的耦合因素,得出8種矢量開關狀態(tài),對拓撲進行控制,具有電感紋波電流較小,可以在相同的開關頻率下獲得較好的電流波形等優(yōu)點,但是控制復雜,需要進行大量的計算,使用性能較高的控制芯片;普通方式PWM,是將三相視為三個獨立的單相進行控制,其每相控制方法與獨立的單相PFC控制相同,紋波較大,但是控制簡單,硬件成本較少。
技術實現(xiàn)要素:
本實用新型的目的在于提供一種具有諧波抑制功能的三相PFC電路,有效的減小三相三電平輸入側電流紋波。
為實現(xiàn)以上目的,本實用新型采用的第一個技術方案為:
一種具有諧波抑制功能的三相PFC電路,包括分別與三相交流電壓SA、SB、SC連接的電感L1、L2、L3,電感L1、L2、L3的另一端分別連接由二極管D1、D2、D3、D4、D5、D6組成的橋式電路中點以及控制開關Q1、Q2、Q3的一端,二極管D1、D3、D5的負極經過電容C1、C2后與二極管D2、D4、D6的正極相連,電容C1、C2之間引出一條支路與控制開關Q1、Q2、Q3的另一端相連,電阻RL并聯(lián)在電容C1、C2的兩端,所述的三相交流電壓SA、SB、SC分別連接電容C3、C4、C5的一端,所述電容C3、C4、C5的另一端相互連接,其連接點O3通過電容C6與電容C1或C2的任一端相連接。
進一步地,所述的連接點O3通過電容C6與電容C1、C2之間引出的支路相連接。
進一步地,所述的連接點O3通過電容C6與二極管D6的正極相連接。
進一步地,所述的連接點O3通過電容C6與二極管D5的負極相連接。
進一步地,所述的電容C3、C4、C5采用Y形接法,所述的連接點O3是其引出的中性點。
為實現(xiàn)以上目的,本實用新型采用的第一個技術方案為:
一種具有諧波抑制功能的三相PFC電路,包括分別與三相交流電壓SA、SB、SC連接的電感L1、L2、L3,電感L1、L2、L3的另一端分別連接由二極管D1、D2、D3、D4、D5、D6組成的橋式電路中點以及控制開關Q1、Q2、Q3的一端,二極管D1、D3、D5的負極經過電容C1、C2后與二極管D2、D4、D6的正極相連,電容C1、C2之間引出一條支路與控制開關Q1、Q2、Q3的另一端相連,電阻RL并聯(lián)在電容C1、C2的兩端,所述的三相交流電壓SA、SB、SC分別連接電容C3、C4、C5的一端,所述電容C3、C4、C5的另一端相互連接,其連接點O3與電容C1、C2之間引出的支路相連接。
進一步地,所述的連接點O3與支路之間設有二極管D7,所述二極管D7的負極與連接點O3相連接,所述二極管D7的正極與電容C1、C2之間引出的支路相連接。
進一步地,所述的電容C3、C4、C5采用Y形接法,所述的連接點O3是其引出的中性點。
本實用新型的有益效果:本實用新型電路結構簡單,通過引出電容或二極管即可有效降低輸入電流紋波,無復雜器件,不需要進行復雜的控制,可靠性高;同時可以有效地降低輸入電流紋波,改善輸入電流諧波含有率。
附圖說明
下面結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步詳細描述。
圖1是本實用新型實施例一的電路圖。
圖2是本實用新型實施例二的電路圖。
圖3是本實用新型實施例三的電路圖。
圖4是本實用新型實施例四的電路圖。
圖5是本實用新型實施例五的電路圖。
圖6是現(xiàn)有技術的電路圖。
具體實施方式
下面將結合本實用新型實施例中的附圖,對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例,而不是全部的實施例?;诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例,都屬于本實用新型保護的范圍。
本實用新型提供了一種具有諧波抑制功能的三相PFC電路,提供以下五個實施例:
實施例一,如圖1所示,一種具有諧波抑制功能的三相PFC電路,包括分別與三相交流電壓SA、SB、SC連接的電感L1、L2、L3,電感L1的另一端連接由二極管D1、D2組成的橋式電路中點以及控制開關Q1的一端,電感L2的另一端連接由二極管D3、D4組成的橋式電路中點以及控制開關Q2的一端,電感L3的另一端連接由二極管D5、D6組成的橋式電路中點以及控制開關Q3的一端,二極管D1、D3、D5的負極經過電容C1、C2后與二極管D2、D4、D6的正極相連,電容C1、C2之間引出一條支路與控制開關Q1、Q2、Q3的另一端相連,電阻RL并聯(lián)在電容C1、C2的兩端;三相交流電壓SA、SB、SC分別連接電容C3、C4、C5的一端,電容C3、C4、C5的另一端相互連接,其連接點O3引出一條旁路,直接與電容C1、C2之間引出的支路相連接。
實施例二,如圖2所示,一種具有諧波抑制功能的三相PFC電路,包括分別與三相交流電壓SA、SB、SC連接的電感L1、L2、L3,電感L1的另一端連接由二極管D1、D2組成的橋式電路中點以及控制開關Q1的一端,電感L2的另一端連接由二極管D3、D4組成的橋式電路中點以及控制開關Q2的一端,電感L3的另一端連接由二極管D5、D6組成的橋式電路中點以及控制開關Q3的一端,二極管D1、D3、D5的負極經過電容C1、C2后與二極管D2、D4、D6的正極相連,電容C1、C2之間引出一條支路與控制開關Q1、Q2、Q3的另一端相連,電阻RL并聯(lián)在電容C1、C2的兩端;三相交流電壓SA、SB、SC分別連接電容C3、C4、C5的一端,電容C3、C4、C5的另一端相互連接,其連接點O3引出一條旁路,旁路包括電容C6,電容C6一端連接連接點O3,另一端連接到電容C1、C2之間引出的支路上。
實施例三,如圖3所示,一種具有諧波抑制功能的三相PFC電路,包括分別與三相交流電壓SA、SB、SC連接的電感L1、L2、L3,電感L1的另一端連接由二極管D1、D2組成的橋式電路中點以及控制開關Q1的一端,電感L2的另一端連接由二極管D3、D4組成的橋式電路中點以及控制開關Q2的一端,電感L3的另一端連接由二極管D5、D6組成的橋式電路中點以及控制開關Q3的一端,二極管D1、D3、D5的負極經過電容C1、C2后與二極管D2、D4、D6的正極相連,電容C1、C2之間引出一條支路與控制開關Q1、Q2、Q3的另一端相連,電阻RL并聯(lián)在電容C1、C2的兩端;三相交流電壓SA、SB、SC分別連接電容C3、C4、C5的一端,電容C3、C4、C5的另一端相互連接,其連接點O3引出一條旁路,旁路包括電容C6,電容C6一端連接連接點O3,另一端與二極管D6的正極相連接。
實施例四,如圖4所示,一種具有諧波抑制功能的三相PFC電路,包括分別與三相交流電壓SA、SB、SC連接的電感L1、L2、L3,電感L1的另一端連接由二極管D1、D2組成的橋式電路中點以及控制開關Q1的一端,電感L2的另一端連接由二極管D3、D4組成的橋式電路中點以及控制開關Q2的一端,電感L3的另一端連接由二極管D5、D6組成的橋式電路中點以及控制開關Q3的一端,二極管D1、D3、D5的負極經過電容C1、C2后與二極管D2、D4、D6的正極相連,電容C1、C2之間引出一條支路與控制開關Q1、Q2、Q3的另一端相連,電阻RL并聯(lián)在電容C1、C2的兩端;三相交流電壓SA、SB、SC分別連接電容C3、C4、C5的一端,電容C3、C4、C5的另一端相互連接,其連接點O3引出一條旁路,旁路包括電容C6,電容C6一端連接連接點O3,另一端與二極管D5的負極相連接。
實施例五,如圖5所示,一種具有諧波抑制功能的三相PFC電路,包括分別與三相交流電壓SA、SB、SC連接的電感L1、L2、L3,電感L1的另一端連接由二極管D1、D2組成的橋式電路中點以及控制開關Q1的一端,電感L2的另一端連接由二極管D3、D4組成的橋式電路中點以及控制開關Q2的一端,電感L3的另一端連接由二極管D5、D6組成的橋式電路中點以及控制開關Q3的一端,二極管D1、D3、D5的負極經過電容C1、C2后與二極管D2、D4、D6的正極相連,電容C1、C2之間引出一條支路與控制開關Q1、Q2、Q3的另一端相連,電阻RL并聯(lián)在電容C1、C2的兩端;三相交流電壓SA、SB、SC分別連接電容C3、C4、C5的一端,電容C3、C4、C5的另一端相互連接,其連接點O3引出一條旁路,旁路包括二極管D7,二極管D7的負極連接連接點O3,二極管D7的正極連接到電容C1、C2之間引出的支路上。
其中,電容C3、C4、C5是主電路拓撲前段用于濾波的濾波電容,采用Y形接法,連接點O3是其引出的中性點,連接點O2是PFC母線中心點,由于電容高頻阻抗較低,所以高頻紋波成分通過電容構成回路,在設備內流通,不經過電網,從而減小了其對電網的影響。
下面以實施例四為例進行具體詳細的說明。以A相為例,當Q1閉合時,電感L1中流過電流iAL,iAL中包含50Hz的基波成分以及開關頻率附近的諧波成分:
iAL=iAL(基波)+iAL(諧波);
如果沒有任何濾波電路,輸入電流iA等于iAL,含有大量的諧波成分。引入電容構成的濾波電路后,對于基波電流來說,電容阻抗較高,基波成分會進入電網組成輸入電流,對于高頻諧波成分來說,電容阻抗較小,高頻成分會經過Q1、C6、C3形成通路。由于C6為高頻成分提供了流通路徑,所以輸入電流iA高頻成分隨之減小。經過合理的設計,選擇合適參數(shù)的電容,可以將高頻成分最大限度地阻擋在設備內部,使輸入電流iA中諧波含量達到最小,實現(xiàn)減小電流諧波含有率的目的。同時,新增的電容不影響控制環(huán)路,不影響電路性能。
其他實施例的工作原理與實施例一類似。
本實用新型電路結構簡單,通過引出電容或二極管即可有效降低輸入電流紋波,無復雜器件,不需要進行復雜的控制,可靠性高;同時可以有效地降低輸入電流紋波,改善輸入電流諧波含有率。
在本說明書的描述中,參考術語“一個實施例”、“示例”、“具體示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本實用新型的至少一個實施例或示例中。在本說明書中,對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且,描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。
以上內容僅僅是對本實用新型結構所作的舉例和說明,所屬本技術領域的技術人員對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代,只要不偏離實用新型的結構或者超越本權利要求書所定義的范圍,均應屬于本實用新型的保護范圍。