| | | | | 三相电路平衡电流之和为零,所以只要控制其中两相电流则第三相电流也是确定的,双开关三相PFC电路就是以此为中心进行设计的。观察下面的波形 图3 三相整流桥波形 上图3输入电压波形中视实线为可控虚线为从动则任一时刻都满足两相可控一相从动的条件,而整流后的波形刚好为可控相的包络波形,所有只要使整流桥后的电流跟随电压波形就能实现三相PFC。 电路如下: 图4 三相双开关PFC电路 |
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| | | | | | | 依据电流和为零的控制思路实现的仿真如下: 图5-1 三相双开关PFC仿真波形 单独提取其中a相电流、电压波形如下: 图5-2三相双开关PFC单相波形 从仿真结果看电流波形并不是标准正弦波而是有一部分缺失,缺失的这部分电流去哪里了是什么原因造成的缺失? |
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| | | | | | | | | 三相双开关PFC电路可以将电感移置整流桥后省掉一个电感而特性保持不变,见下图 图6 两电感三相双开关PFC电路 仿真结果如下: 图7-1 两电感三相双开关PFC仿真波形 图7-2 两电感三相双开关PFC单相波形 图7-3 包含零线电流波形 从图7-3可知缺失的电流是从零线流出的,然而这种工作方式零线是不可去的,三相加零线就是四线所以不满足之前电流和为零的条件了。 虽然这种电路实现不了完美的功率因数但成本低,控制简单,没有直通问题还是具有一定优势的。 |
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| | | | | | | | | | | 还有一种采用自耦变压器将三相变两相幅值相同相位差90度的PFC电路,见下图: 图8 带自耦变压器的三相PFC电路 也可以用Scott绕法的变压器将三相变两相同时满足隔离功能: 图9 变压器Scott绕法 仿真结果: 图10 带自耦变压器的三相双开关PFC仿真波形 这种电路所实现功率因数较理想,但是所使用的自耦变压器是工频变压器,考虑重量、体积、成本是否还有优势? (自耦变压器抽头取自中间,抽头那一相电流被设计成非抽头一相的1.392倍)
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | 三相不平衡也能工作,见下面的等效变换图
相当于三相变成了“独立”的两相,如果图中三相中的Ua出了问题只影响上半部分输出,如果Ub或Uc相出了问题对两路输出都有影响。
假设Ub、Uc间的线电压是380V则Ua到变压器抽头的线电压为380V*√3/2(抽头1:1)。
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图6两电感三相双开关PFC电路的PF≈0.955,THD≈0.27
图8自耦变压器三相PFC电路的PF≈0.995,THD≈0.08
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| | | | | | | | | | | | | | | 图6两电感三相双开关PFC电路的PF≈0.955,THD≈0.27
不知道这个参数工程上能不能接受?与维也纳控制有多大差距?
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| | | | | | | | | | | | | | | | | 维也纳拓扑(包括两电平拓扑)波形是近乎完美的
PF也是无限接近于1
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | PF0.95应该可以接受,THD27%有点问题,看来只能小功率应用
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| | | | | | | | | | | | | 很像,这个电路的输出多了个共模电感,可能因为共模电感的缘故标题只写了DCM模式,图6的接法是可以工作在DCM及CCM模式的。
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| | | | | | | | | | | | | | | 是的,共模电感导致功率不容易做大,DCM,不过这个有个好处,就是不同电流环,直接电压环闭环控制就可以‘小功率场合需要三相的场合适用
还有很容易做到高频比如400Hz的场合’
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| | | | | | | | | | | 这种的所谓N线应该是伪N线,在变换器内部重构就好吧,不需要接到外面真正在的N;
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| | | | | | | | | | | | | 是伪N线,实际上也不能真的接到N线上,1、N线带电很危险,2、N线的远端可能在遥远的发电站,N线上的损耗可观。
电路中的三个电容就是构建伪N线的,效果跟接到真N线上基本一样。
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| | | | | 电流大到一定程度,不是器件越少越容易了
单个100A/1mH的电感比3个35A/680uH的电感更难生产(更贵)和散热
同理两个200A/650V的IGBT模块,比6只80A/650V的TO247更贵,当然EMI是模块好,但是散热未必
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| | | | | | | 器件少不是指用功率器件的个数(多个小功率器件并联性能优于单个大器件),这里指的是控制器件少及驱动器件少,原来要用三路控制现在只需要两路。
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| | | | | 三相桥式整流,出6倍工频低脉动电压波,AV值约相电压2.34倍,PK值为相电压√6倍,取1.1倍上限过590V。
将上述条件做成过600V的交错式PFC,有没有大侠试过?
优势:单电平,器件少,还可以找PFC芯片来做。
问题点:脉动小会不会开关不好跟踪电压波形,PFC效果不好?
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| | | | | | | | | 不是这种。说的是PFC电感在桥后,即在三相整流桥后再做交错式PFC。
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| | | | | | | | | | | 怎么理解?非常有兴趣跟大家学习一下这种大功率PFC。
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| | | | | | | | | | | | | 这是三相PFC最简单的一种做法。可以这么理解,先桥式整流,而后再来最为简单的交错式boost_PFC。
桥后大体跟单相整流后的交错式boost_PFC相同,只是这个三相整流后的脉动幅度比起单相整流后小太多。这样做,PFC开关估计不好跟踪脉动波形。
不知有没有人这样做过。
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | THD确实不理想。若三相桥式整流后直接电容滤波(电容选0.5uF/W),THD、PF又是多少?
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| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 三相滤波电容可以小一些,比如0.15uF/W,此时PF可以超过0.5。
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