大功率三相APFC技术研究现状及发展趋势.pdf

电子技术研发 Electronics R D 大功率三相APFC技术研究现状及发展趋势 刘小刚 彭卫东 张鹏飞 （中国民用航空飞行学院） 摘 要：介绍了几种大功率三相APFC 电路拓扑结构及其工作原理，分析了其优缺点，并在此基础上指出了大功率 三相APFC 的发展方向。典型电路为：三相单开关升压型PFC 电路，三相单级全桥PFC 电路，基于数字控制的三相六开 关升压型PFC 电路等。 关键词：大功率；三相；软开关；有源功率因数校正；数字控制；单级全桥 Present Status and Trends of High-power Three-phase APFC Technology Liu Xiaogang Peng Weidong Zhang Pengfei (Civil Aviation Flight University Of China) Abstract: The topologies and working principles of several high-power three-phase APFC circuits are expatiated, such as three-phase single-switch boost-PFC circuit, three-phase single-stage full-bridge PFC circuit and three-phase six-switch boost- PFC circuit. The advantages and disadvantages of these circuits are analyzed, and the development direction of high-power three-phase APFC circuits is indicated. Key word: high-power; three-phase; soft switching; APFC; digital control; single-stage full-bridge 0 引言 近几年在常规的三相PFC 电路改进或创新基础上， 当前电力系统中，电力电子装置应用日益广泛，但 提出了许多提高功率因数和容量的三相PFC 电路。 大多数开关电源采用由非线性不可控二极管或可控器件组 1.1 三相单开关升压型PFC 电路 成的整流电路。这些器件导致输入电流谐波含量高，输入 三相单开关升压型PFC 电路[1]如图1所示。三相单开 功率因数降低，使交流网侧电压产生畸变，严重污染了电 关PFC 电路可以看成是单相电流断续(DCM)PFC在三相电 网，于是功率因数校正(PFC)技术应运而生。 路中的延伸。控制中只有一个电压环，输出电压与参考 有源功率因数校正(APFC)技术，亦即主动式功率因 电压的误差经过放大后与三角波比较来控制开关的动作。 数校正，采用高频开关的工作方式，与无源功率因数校正 开关通常由功率MOSFET(或IGBT)担任，三相单开关PFC 技术相比具有体积小、重量轻、效率高、功率因数接近1 电路开关频率远高于电网频率，在一个开关周期内，输 等优点，自其上世纪80年代诞生以来便展现出强大的生命 入电压近似不变。在开关导通期间，加在三个Boost 电感 力，使得PFC趋向大功率、集成化、微型化方向发展。近 上的电压分别为各相此时的相电压(近似不变) ，电感电流 十几年来，APFC技术研究与软开关技术和磁放大技术相 线性上升。在这期间各相的电流峰值正比于对应各相相 结合，进一步提高了功率因数校正的性能。在控制思路方 电压瞬时值。但在开关关断时，加在输入各电感上的电 面出，无差拍SVPWM调制思路、单周期控制思路等