圖 1 三相無(wú)中線三電平PFC拓?fù)鋱D
電路圖說(shuō)明：
1. A1、B1、C1是三相交流輸入，L110、L111、L112是Boost電感，Q100～Q105是PFC MOS管，D101～D108是續(xù)流二極管，C114/C128是正負(fù)母線電容。三相交流輸入電壓經(jīng)過(guò)開(kāi)關(guān)管和續(xù)流二極管，以及PFC母線電容的處理后，輸出為直流電壓+400P和-400P。
2. 開(kāi)關(guān)變換電路的輸入端有三種電平 ＋400P、-400P和0，開(kāi)關(guān)管承受的最大電壓為400V，只有總母線電壓的一半，但是為了實(shí)現(xiàn)雙向開(kāi)關(guān)雙向控制，所以采用了兩個(gè)600V的MOS管進(jìn)行對(duì)頂；但是續(xù)流二極管最大需要承受800V總母線電壓，所以我們選用1200V的diode；電壓輸出電平增多，諧波含量小，更接近正弦波；dv/dt減小，電磁干擾減輕；同樣的諧波含量下，開(kāi)關(guān)頻率降低，效率提高。
3. 相同Boost電感下，輸入紋波電流比單相PFC要小，也就是說(shuō)，按照一定的紋波要求設(shè)計(jì)電感時(shí)，三電平的電感可以設(shè)計(jì)得比較小。
工作原理簡(jiǎn)介
三相三電平PFC可以看作三個(gè)單相PFC，每個(gè)單相相當(dāng)于由兩個(gè)Boost電路組成，在交流電壓的正負(fù)半周交替工作，示意圖如圖（圖 五?1）所示。
以a相為例，驅(qū)動(dòng)信號(hào)為高時(shí)，則開(kāi)關(guān)管Q1導(dǎo)通 （交流電壓的正半周）或者Q2導(dǎo)通（交流電壓的負(fù)半周）；
驅(qū)動(dòng)信號(hào)為低時(shí)，開(kāi)關(guān)管Q1和Q2都關(guān)斷。電壓正半周時(shí)，a相上橋臂二極管導(dǎo)通；電壓負(fù)半周時(shí)，a相下橋臂二極管導(dǎo)通。
圖 五 1 三種PFC拓?fù)?Boost, Buck, Vienna)的功率流路徑
控制框圖
三相三電平PFC的控制框圖如圖（圖 五?2）所示，采用電壓外環(huán)和電流內(nèi)環(huán)的雙環(huán)控制，電壓環(huán)得到穩(wěn)定的直流母線電壓，供后級(jí)電路使用；電流環(huán)得到接近正弦的輸入電流，滿足THD和PF的要求。
具體來(lái)說(shuō)，母線電壓給定值Vref和實(shí)際值(E1+E2)的誤差經(jīng)過(guò)電壓控制器后，乘以輸入電壓波形，作為交流電流給定值；交流電流給定值和實(shí)際值的誤差經(jīng)過(guò)電流控制器后，通過(guò)高頻三角波調(diào)制，控制開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間和次序，即控制流過(guò)開(kāi)關(guān)管和二級(jí)管的電流，經(jīng)過(guò)這種閉環(huán)控制，就得到合適的母線電壓和交流輸入電流。電壓外環(huán)和電流外環(huán)的控制器采用的是PI調(diào)節(jié)器，可以根據(jù)需要調(diào)節(jié)控制器的零極點(diǎn)。
圖 五 2 三電平PFC控制框圖
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