一種三相交直流變換器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種開關(guān)電源，特別涉及一種三相交直流變換器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著半導(dǎo)體器件的發(fā)展和節(jié)能環(huán)保理念的深入，越來越多的電子設(shè)備的電源變換器采用了開關(guān)電源。傳統(tǒng)的AC/DC開關(guān)電源在輸入側(cè)采用了整流濾波的方式，這種方式可以獲得高壓直流電源，但是產(chǎn)生了許多的電流諧波、系統(tǒng)的抗干擾性不高，控制也比較復(fù)雜。隨著世界各國電網(wǎng)以及用電設(shè)備對(duì)諧波要求的日益嚴(yán)苛，研究高功率因數(shù)的，運(yùn)用數(shù)字控制技術(shù)的高可靠性三相交直流變換器顯得很重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種三相交直流變換器，提高開關(guān)電源的輸入電流的導(dǎo)通角，減小電流諧波，減少對(duì)電網(wǎng)污染，減小電磁干擾，提高發(fā)電機(jī)的功率利用率。
[0004]本實(shí)用新型采用的主要技術(shù)方案是:一種三相交直流變換器，該變換器由三組三相三線整流功率因數(shù)校正電路和一個(gè)控制驅(qū)動(dòng)模塊組成，其特征在于:所述三相三線整流功率因數(shù)校正電路包括六個(gè)二極管、升壓電感LA、升壓電感LB、升壓電感LC、電容Cl、電容C2和開關(guān)管Q1-Q6組成，三相線經(jīng)過升壓電感LA、升壓電感LB、升壓電感LC后接入三相整流橋，電容Cl、電容C2串聯(lián)均壓，在電感后分別連接由兩個(gè)開關(guān)管對(duì)接組成的雙向開關(guān)，三個(gè)雙向開關(guān)并入到電容Cl、電容C2的中點(diǎn)上，所述一個(gè)控制驅(qū)動(dòng)模塊的信號(hào)輸入端分別連接三組三相三線整流功率因數(shù)校正電路的輸入端和輸出端，所述一個(gè)控制驅(qū)動(dòng)模塊的信號(hào)輸出端分別連接開關(guān)管Q1-Q2、開關(guān)管Q3-Q4和開關(guān)管Q5-Q6。
[0005]所述三組三相三線整流功率因數(shù)校正電路輸入輸出并聯(lián)，對(duì)應(yīng)的開關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號(hào)在相位上交錯(cuò)120°。
[0006]本實(shí)用新型還采用如下附屬技術(shù)方案:
[0007]所述開關(guān)管Q1-Q2、開關(guān)管Q3-Q4和開關(guān)管Q5-Q6 —一對(duì)應(yīng)組成雙向開關(guān)SA、雙向開關(guān)SB、雙向開關(guān)SC，開關(guān)合上時(shí)對(duì)應(yīng)相上的電流幅值增大，開關(guān)斷開時(shí)對(duì)應(yīng)橋臂上的二極管導(dǎo)通，電流為正，上臂二極管通；電流為負(fù)，下臂二極管通，在輸出電壓的作用下升壓電感LA、升壓電感LB和升壓電感LC上的電流減小，實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入電流的控制。
[0008]采用本實(shí)用新型帶來的有益效果是:提高了開關(guān)電源輸入電流的導(dǎo)通角，從而提高了功率因數(shù)，減小了電流諧波，減少了對(duì)電網(wǎng)的污染，提高了發(fā)電機(jī)功率的利用率。
【附圖說明】
[0009]以下結(jié)合附圖作進(jìn)一步說明:
[0010]圖1是本控制器的拓?fù)潆娐穲D。
[0011]圖2是本控制器控制分區(qū)圖。
[0012]圖3是等效電路圖。
[0013]圖4是SB、SC斷開狀態(tài)時(shí)單個(gè)區(qū)間等效電路圖。
[0014]圖5是SB、SC閉合狀態(tài)時(shí)單個(gè)區(qū)間等效電路圖。
[0015]圖6是SB斷開SC閉合狀態(tài)時(shí)單個(gè)區(qū)間等效電路圖。
[0016]圖7是SB閉合SC斷開狀態(tài)時(shí)單個(gè)區(qū)間等效電路圖。
[0017]圖8是控制模塊控制框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]如圖1所示，本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】是:構(gòu)建一種適合大功率場(chǎng)合使用的交錯(cuò)并聯(lián)的三相三線整流功率因數(shù)校正電路。每組電路由六個(gè)二極管、升壓電感LA、升壓電感LB和升壓電感LC、電容Cl、電容C2和開關(guān)管Q1-Q6組成，開關(guān)管Q1-Q2、開關(guān)管Q3-Q4和開關(guān)管Q5-Q6——對(duì)應(yīng)組成雙向開關(guān)SA、雙向開關(guān)SB、雙向開關(guān)SC，通過控制這三個(gè)雙向開關(guān)可分別控制對(duì)應(yīng)相上的電流，開關(guān)合上時(shí)對(duì)應(yīng)相上的電流幅值增大，開關(guān)斷開時(shí)對(duì)應(yīng)橋臂上的二極管導(dǎo)通(電流為正，上臂二極管通；電流為負(fù)，下臂二極管通)在輸出電壓的作用下升壓電感LA、升壓電感LB和升壓電感LC上的電流減小，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入電流的控制。三組三相三線整流功率因數(shù)校正電路輸入輸出并聯(lián)，對(duì)應(yīng)的開關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號(hào)在相位上交錯(cuò)120。。
[0019]控制驅(qū)動(dòng)模塊選用了 TI公司的TMS320F28335嵌入式控制芯片，采用同時(shí)采樣模式分別采樣三相線電壓、三相線電流和輸出電壓，經(jīng)過AD變換成數(shù)字量。如圖2所示，通過對(duì)三相線電壓過零點(diǎn)的識(shí)別可以將電壓正弦周期分成六個(gè)區(qū)間，每個(gè)區(qū)間均有一相電壓與其它兩相電壓極性相反。每過一個(gè)區(qū)間，就改變一次開關(guān)狀態(tài):一相對(duì)應(yīng)的開關(guān)閉合，另外兩個(gè)開關(guān)被高頻控制，此時(shí)電路可等效成兩個(gè)升壓BOOST電路串聯(lián)。例如當(dāng)檢測(cè)到A相電壓過零后，驅(qū)動(dòng)開關(guān)管Q1、開關(guān)管Q2閉合導(dǎo)通，等效電路如圖3，此時(shí)SB、SC斷開或閉合會(huì)產(chǎn)生四種電路開關(guān)狀態(tài)。如圖4所示，當(dāng)開關(guān)SB、SC斷開時(shí)，電源通過二極管對(duì)電容充電，升壓電感LB、升壓電感LC上的電流減??；如圖5所示，當(dāng)開關(guān)SB、SC閉合導(dǎo)通時(shí)，升壓電感LB、升壓電感LC上的電流增加；如圖6所示，當(dāng)開關(guān)SB斷開，SC閉合導(dǎo)通時(shí)，升壓電感LB上的電流減小，升壓電感LC上的電流增加；如圖7所示，當(dāng)開關(guān)SB閉合導(dǎo)通，SC斷開時(shí)，升壓電感LB上的電流增加，升壓電感LC上的電流增加。采用單相升壓BOOST的平均電流控制法使這兩相電流跟電壓變化，在三相電路中，三相電流的矢量和為零，則可保證另外一相電流也能跟隨電壓的變化，達(dá)到提高功率因數(shù)的目的。這種控制方式保證了任意時(shí)刻有兩個(gè)開關(guān)管不需要高頻開關(guān)，提高工作效率。
[0020]如圖8所示為平均電流控制框圖，以第一組三相三線整流功率因數(shù)校正電路為例。輸出電壓Uon和給定電壓U’on經(jīng)過誤差放大器得到Uen再經(jīng)過數(shù)字PI控制器中得到變換器的輸入電導(dǎo)期待值gen，該值分別與輸入線電壓相乘得到輸入線電流期待值后再與采樣的電感電流做差后進(jìn)行PI控制得到的信號(hào)與鋸齒波信號(hào)比較產(chǎn)生一組(Q1-Q6)開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。Q11-Q61、Q12-Q62的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的產(chǎn)生方式與以上相同。
[0021]本實(shí)用新型采用定時(shí)器產(chǎn)生虛擬的相位差為120°的鋸齒波分別作為三組三相三線整流功率因數(shù)校正電路的調(diào)制信號(hào)進(jìn)行脈沖寬度調(diào)制(PWM)產(chǎn)生每組對(duì)應(yīng)的MOSFET的驅(qū)動(dòng)信號(hào)以實(shí)現(xiàn)交錯(cuò)并聯(lián)。該調(diào)制信號(hào)在電壓正弦波信號(hào)的0° -20° ,160° -200°，以及340° -360°區(qū)間采用1/2-3/4倍正常頻率。運(yùn)用這種變頻控制的方法，經(jīng)過實(shí)測(cè)，EMI可降低 6-10dBo
[0022]本實(shí)用新型不局限于以上實(shí)施例，凡是由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案得出的其他實(shí)施方式，同樣落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種三相交直流變換器，該變換器由三組三相三線整流功率因數(shù)校正電路和一個(gè)控制驅(qū)動(dòng)模塊組成，其特征在于:所述三相三線整流功率因數(shù)校正電路包括六個(gè)二極管、升壓電感LA、升壓電感LB、升壓電感LC、電容Cl、電容C2和開關(guān)管Q1-Q6組成，三相線經(jīng)過升壓電感LA、升壓電感LB、升壓電感LC后接入三相整流橋，電容Cl、電容C2串聯(lián)均壓，在電感后分別連接由兩個(gè)開關(guān)管對(duì)接組成的雙向開關(guān)，三個(gè)雙向開關(guān)并入到電容Cl、電容C2的中點(diǎn)上，所述一個(gè)控制驅(qū)動(dòng)模塊的信號(hào)輸入端分別連接三組三相三線整流功率因數(shù)校正電路的輸入端和輸出端，所述一個(gè)控制驅(qū)動(dòng)模塊的信號(hào)輸出端分別連接開關(guān)管Q1-Q2、開關(guān)管Q3-Q4和開關(guān)管Q5-Q6。
2.如權(quán)利要求1所述的一種三相交直流變換器，其特征在于:所述三組三相三線整流功率因數(shù)校正電路輸入輸出并聯(lián)，對(duì)應(yīng)的開關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號(hào)在相位上交錯(cuò)120°。
3.如權(quán)利要求1所述的一種三相交直流變換器，其特征在于:所述開關(guān)管Q1-Q2、開關(guān)管Q3-Q4和開關(guān)管Q5-Q6 —一對(duì)應(yīng)組成雙向開關(guān)SA、雙向開關(guān)SB、雙向開關(guān)SC，開關(guān)合上時(shí)對(duì)應(yīng)相上的電流幅值增大，開關(guān)斷開時(shí)對(duì)應(yīng)橋臂上的二極管導(dǎo)通，電流為正，上臂二極管通；電流為負(fù)，下臂二極管通，在輸出電壓的作用下升壓電感LA、升壓電感LB和升壓電感LC上的電流減小，實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入電流的控制。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種三相交直流變換器，由三組三相三線整流功率因數(shù)校正電路和一個(gè)控制驅(qū)動(dòng)模塊組成，所述三相三線整流功率因數(shù)校正電路包括六個(gè)二極管、升壓電感(LA、LB、LC)、電容C1、電容C2和開關(guān)管Q1-Q6組成，三相線經(jīng)過升壓電感(LA、LB、LC)后接入三相整流橋，電容C1、電容C2串聯(lián)均壓，在電感后分別連接由兩個(gè)開關(guān)管對(duì)接組成的雙向開關(guān)，三個(gè)雙向開關(guān)并入到電容C1、電容C2的中點(diǎn)上，所述控制驅(qū)動(dòng)模塊的輸入端連接三組三相三線整流功率因數(shù)校正電路的輸入端和輸出端，所述控制驅(qū)動(dòng)模塊的輸出端連接開關(guān)管Q1-Q2、開關(guān)管Q3-Q4和開關(guān)管Q5-Q6。采用交錯(cuò)并聯(lián)技術(shù)、變頻技術(shù)和數(shù)字控制技術(shù)，減小輸出紋波電壓和電磁干擾，控制靈活可靠，實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)補(bǔ)償。
【IPC分類】H02M7-217, H02M1-42
【公開號(hào)】CN204304820
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420766962
【發(fā)明人】李向鋒, 王孝紅
【申請(qǐng)人】浙江嘉科電子有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2014年12月9日