专利名称：高功率因数软开关三相调功电源的制作方法
技术领域：
本发明涉及ー种三相调功电源，尤其是一种高功率因数软开关三相调功电源，属于调功电源的技术领域。
背景技术：
传统的三相调功电源又称晶闸管电カ调整器，主要用于各种电加热装置(如电热エ业窑炉、电热干燥机、电热油炉、各种反应罐、反应釜的电加热装置)的加热功率调整，实现对加热温度的控制。三相调功器广泛应用于以下领域A、电炉エ业退火炉，烘干炉，淬火炉，烧结炉，坩埚炉，隧道炉，熔炉，箱式电炉，井式电炉，熔化电炉，滚动电炉，真空电炉，台车电炉，淬火电炉，时效电炉，罩式电炉，气氛电炉，烘箱，实验电炉，热处理，电阻炉，真空炉，网带炉，高温炉，窑炉，电炉；B、机械设备包装机械，注塑机械，热缩机械，挤压机械，食品机械，回火设备，塑料加工,红外加热；C、玻璃エ业玻璃纤维，玻璃成型，玻璃融化，玻璃印制，浮法玻璃生产线，退火槽；D、汽车エ业喷涂烘干，热成型；E、节能照明隧道照明，路灯照明，摄影照明，舞台灯光；F、化学エ业蒸馏蒸发，预热系统，管道加热，石油化工，温度补偿；G、其它行业盐浴炉，エ频感应炉，淬火炉温控，热处理炉温控，金刚石压机加热，大功率充磁/退磁设备，航空电源调压，中央空调电加热器温控，纺织机械，水晶石生产，粉末冶金机械，彩色显像管，生产设备，冶金机械设备，石油化工机械，灯光无级平滑调节，恒压恒流恒功率控制等领域。传统的三相调功电源主要存在以下几个问题功率因数低；输出低次谐波含量大，电源的利用效率不高；电网谐波电流污染严重，动态响应速度慢，无法应对负载突变的情況，电加热负载存在电感，存在无功损耗。全控逆变调压电源能够很好的解决谐波污染问题，但开关管大部分工作在硬开关状态，对开关器件的要求比较高，増加成本，更重要的是增加了开关损耗，降低了电源效率，特别是当功率增大时，这方面的缺陷凸显的更为明显，限制了电源的高频化发展。另外由于电カ电子器件和非线性元件的存在，使电源工作过程中产生大量电流谐波，导致电源输入功率因数降低，对电网环境造成严重的污染。对于低压输出的调功电源，需要エ频变压器降压，エ频变压器体积大，成本高，不适应当今调压器高功率因数、高效率、小型化的发展趋势。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种高功率因数软开关三相调功电源，其电路结构简单，输入功率因数高，逆变桥采用负载谐振移向功率控制软开关技木，减小开关损耗，提高整机效率，安全可靠。按照本发明提供的技术方案，所述高功率因数软开关三相调功电源，包括与电网中A单相电源、B单相电源及C单相 电源对应连接的AB相高频滤波电路、BC相高频滤波电路及CA相闻频滤波电路；所述AB相高频滤波电路与AB相整流电路相连，AB相整流电路的输出端与AB相逆变电路相连，AB相逆变电路的输出端与AB相谐振电路相连，AB相谐振电路通过AB相高频整流电路输出A相直流正弦半波电压UaO ；所述BC相高频滤波电路与BC相整流电路相连，BC相整流电路的输出端与BC相逆变电路相连，BC相逆变电路的输出端与BC相谐振电路相连，BC相谐振电路通过BC相高频整流电路输出B相直流正弦半波电压UbO ；所述CA相高频滤波电路与CA相整流电路相连，CA相整流电路的输出端与CA相逆变电路相连，所述CA相逆变电路与CA相谐振电路相连，CA相谐振电路通过CA相高频整流电路输出C相直流正弦半波电压UcO ；AB相高频整流电路、BC相高频整流电路及CA相高频整流电路的输出端均与用于检测输出电压及输出电流信号的输出电压电流检测电路相连，所述输出电压电流检测电路的输出端与控制电路相连，所述控制电路与用于检测逆变电路输出电流的逆变电流检测电路输出端相连，所述逆变电流检测电路与AB相逆变电路、BC相逆变电路及CA相逆变电路的输出端对应相连，控制电路还接收外部输入的功率给定信号；所述控制电路的输出端与驱动电路相连，所述驱动电路的输出端与AB相逆变电路、BC相逆变电路及CA相逆变电路的控制端相连；所述输出电压电流电路将检测得到的检测A相直流正弦半波电压UaO、A相直流正弦半波电流iaO、B相直流正弦半波电压UbO、B相直流正弦半波电流ibO、C相直流正弦半波电压UcO及C相直流半波电流icO对应变换处理后向控制电路内输入功率反馈信号，控制电路根据功率反馈信号及接收的功率给定信号形成功率控制信号；逆变电流检测将检测的AB相逆变电流ia2、BC相逆变电流ib2及CA相逆变电流ic2对应变换处理后向控制电路内输入频率跟踪信号，控制电路对所述频率跟踪信号及功率控制信号运算处理后向驱动电路输出频率跟踪移相功率控制信号；驱动电路根据频率跟踪移相功率控制信号输出相应的驱动脉冲信号，以通过相应的驱动脉冲信号分别调节AB相逆变电路、BC相逆变电路及CA相逆变电路的导通状态，以使得AB相逆变电路、BC相逆变电路及CA相逆变电路输出相应脉冲宽度的高频交流脉冲电压；AB相逆变电路、BC相逆变电路及CA相逆变电路输出相应的高频交流脉冲电压与AB相谐振电路、BC相谐振电路及CA相谐振电路对应配合，并分别经过AB相高频整流电路、BC相高频整流电路及CA相高频整流电路后得到A相直流正弦半波电压UaOヽB相直流正弦半波电压UbO及C相直流正弦半波电压UcO,且A相直流正弦半波电流iaO、B相直流正弦半波电流ibO及C相直流正弦半波电流icO对应的相位分别与A单相电源、B单相电源及C单相电源对应的相位保持一致。所述AB相谐振电路与AB相高频整流电路间通过AB相变压器功率匹配电路相连，BC相谐振电路与BC相高频整流电路通过BC相变压器功率匹配电路相连，CA相谐振电路与CA相高频整流电路通过CA相变压器功率匹配电路相连。所述逆变电流检测电路包括第一 AB相输出电流传感器、第一 BC相输出电流传感器及第一 CA相输出电流传感器；所述第一 AB相输出电流传感器的输出端与AB相电流/电压转换电路相连，第一 BC相输出电流传感器的输出端与BC相电流/电压转换电路相连,第一 CA相输出电流传感器的输出端与CA相电流/电压转换电路相连；AB相电流/电压转换电路的输出负极端与BC相电流/电压转换电路的输出正极端相连，BC相电流/电压转换电路的输出负极端与CA相电流/电压转换电路的输出正极端相连，AB相电流/电压转换电路的输出正极端及CA相电流/电压转换电路的输出负极端均与控制电路内的脉冲整形过零比较电路相连，所述脉冲整形过零比较电路的输出端与锁相环频率跟踪电路相连，所述锁相环频率跟踪电路的输出端与移相控制电路相连；所述输出电压电流检测电路包括AB相输出电压传感器、BC相输出电压传感器、CA相输出电压传感器、第二 AB相输出电流传感器、第二 BC相输出电流传感器及第ニ CA相输出电流传感器，所述AB相输出电压传感器、BC相输出电压传感器及CA相输出电压传感器的 输出端均与第一加法器相连，第二 AB相输出电流传感器、第二 BC相输出电流传感器及第ニCA相输出电流传感器的输出端均与第二加法器相连，第一加法器与第二加法器的输出端与乘法电路相连，以通过乘法电路输出功率反馈信号Ur ；所述乘法电路输出的功率反馈信号Ur通过控制电路内的比较器与功率给定信号相比较，所述比较器的输出端与PI调节器相连，所述PI调节器与移相功率控制电路相连，所述移相功率控制电路与脉冲分配电路相连，所述脉冲分配电路与驱动电路内的AB相逆变桥驱动电路、BC相逆变桥驱动电路及CA相逆变桥驱动电路相连，AB相逆变桥驱动电路、BC相逆变桥驱动电路及CA相逆变桥驱动电路分别与AB相逆变电路、BC相逆变电路及CA相逆变电路的控制端相连，以使得AB相逆变电路、BC相逆变电路及CA相逆变电路输出相应脉冲宽度的高频交流脉冲电压。所述AB相高频滤波电路包括第一输入滤波电感及第ー滤波电容，所述AB相整流电路包括第一単相整流桥；所述第一滤波电容的两端分别与第一単相整流桥的第一输入端、第二输入端相连；第一单相整流桥的第一输入端还通过第一输入滤波电感与A单相电源相连，第一単相整流桥的第二输入端与B单相电源相连；第一単相整流桥的第一输出端与AB相逆变电路中的第一开关管的漏极端及第三开关管的漏极端相连，第一単相整流桥的第二输出端与第二开关管的源极端及第四开关管的源极端相连；第一开关管的漏极端与第二开关管的源极端通过第一高频吸收电容相连，第三开关管的漏极端与第四开关管的源极端通过第二高频吸收电容相连；第一开关管的源极端与第一ニ极管的阳极端、第二开关管的漏极端及第ニニ极管的阴极端相连，第一ニ极管的阴极端与第一开关管的漏极端相连，第二ニ极管的阳极端与第二开关管的源极端相连，第二ニ极管的阴极端与第二开关管的漏极端相连；第三开关管的源极端与第三ニ极管的阳极端、第四开关管的漏极端及第四ニ极管的阴极端相连；第三ニ极管的阴极端与第三开关管的漏极端相连，第四ニ极管的阳极端与第四开关管的源极端相连，第四ニ极管的阴极端与第四开关管的漏极端相连，第一开关管、第二开关管、第三开关管及第四开关管的控制端与驱动电路的输出端相连；第一ニ极管的两端并联有第一结电容，第二ニ极管的两端并联有第二结电容，第三ニ极管的两端并联有第三结电容，第四ニ极管的两端并联有第四结电容；第三开关管的源极端及第三ニ极管的阳极端与AB相谐振电路内第一谐振电感的一端相连，第一谐振电感的另一端与AB相高频整流电路相连，AB相高频整流电路通过AB相谐振电路内的第一谐振电容及第一 AB相输出电流传感器与第一开关管的源极端及第ニ开关管的漏极端相连。所述AB相高频谐振电路包括第五ニ极管、第六ニ极管、第七ニ极管及第八ニ极管；第五ニ极管的阳极端与第六ニ极管的阴极端相连，第六ニ极管的阳极端与第八ニ极管的阳极端相连，第八ニ极管的阴极端与第七ニ极管的阳极端相连，第七ニ极管的阴极端与第五ニ极管的阴极端相互连接；第五ニ极管的阳极端及第六ニ极管的阴极端与第一谐振电感相连，第七ニ极管的阳极端及第八ニ极管的阴极端与第一谐振电容相连。 所述AB相谐振电路与AB相高频整流电路间通过AB相变压器功率匹配电路相连时；所述AB相变压器功率匹配电路包括第一高频变压器，所述第一高频变压器的一次侧绕组的两端分别与第一谐振电感及第一谐振电容相连，第一高频变压器的二次侧绕组的两端分别与AB相高频整流电路内的第九ニ极管的阳极端及第十二极管的阳极端相连，第十二极管的阴极端与第九ニ极管的阴极端相互连接，第九ニ极管的阴极端与第二 AB相输出电流传感器相连；第一高频变压器二次侧绕组的中心抽头与第九ニ极管的阴极端输出A相直流正弦半波电压UaO。所述BC高频滤波电路包括第二输入滤波电感及第ニ滤波电容；所述BC相整流电路包括第二单相整流桥，所述第二滤波电容的两端分别与第二单相整流桥的第一输入端、第二输入端相连；第二単相整流桥的第一输入端还通过第二输入滤波电感与B单相电源相连，第二単相整流桥的第二输入端与C单相电源相连；第二单相整流桥的第一输出端与BC相逆变电路中的第五开关管的漏极端及第七开关管的漏极端相连，第二単相整流桥的第二输出端与第六开关管的源极端及第八开关管的源极端相连；第五开关管的漏极端与第六开关管的源极端通过第三高频吸收电容相连，第七开关管的漏极端与第八开关管的源极端通过第四高频吸收电容相连；第五开关管的源极端与第十一ニ极管的阳极端、第六开关管的漏极端及第十二ニ极管的阴极端相连，第十一ニ极管的阴极端与第五开关管的漏极端相连，第十二ニ极管的阳极端与第六开关管的源极端相连，第十二ニ极管的阴极端与第六开关管的漏极端相连；第七开关管的源极端与第十三ニ极管的阳极端、第八开关管的漏极端及第十四ニ极管的阴极端相连；第十三ニ极管的阴极端与第七开关管的漏极端相连，第十四ニ极管的阳极端与第八开关管的源极端相连，第十四ニ极管的阴极端与第八开关管的漏极端相连，第五开关管、第六开关管、第七开关管及第八开关管的控制端与驱动电路的输出端相连；所述第十一ニ极管的两端并联有第五结电容，第十二ニ极管的两端并联有第六结电容，第十三ニ极管的两端并联有第七结电容，第十四ニ极管的两端并联有第八结电容；第七开关管的源极端及第十三ニ极管的阳极端与BC相谐振电路内第二谐振电感的一端相连，第二谐振电感的另一端与BC相高频整流电路相连，BC相高频整流电路通过BC相谐振电路内的第二谐振电容及第一 BC相输出电流传感器与第五开关管的源极端及第六开关管的漏极端相连。所述BC相谐振电路与BC相高频整流电路间通过BC相变压器功率匹配电路相连；所述BC相变压器功率匹配电路包括第二高频变压器，所述第二高频变压器的一次侧绕组的两端分别与第二谐振电感及第二谐振电容相连，第二高频变压器的二次侧绕组的两端分别与BC相高频整流电路内的第十九二极管的阳极端及第二十二极管的阳极端相连，第二十二极管的阴极端与第十九二极管的阴极端相互连接；第十九二极管的阴极端与第二BC相输出电流传感器相连，第二高频变压器二次侧绕组的中心抽头与第十九二极管的阴极端输出B相直流正弦半波电压UbO。所述CA相高频滤波包括第三输入滤波电感及第三滤波电容，CA相整流电路包括第三单相整流桥，所述第三滤波电容的两端分别与第三单相整流桥的第一输入端、第二输入端相连；第三单相整流桥的第一输入端还通过第三输入滤波电感与C单相电源相连，第三单相整流桥的第二输入端与A单相电源相连； 第三单相整流桥的第一输出端与CA相逆变电路中的第九开关管的漏极端及第十一开关管的漏极端相连，第三单相整流桥的第二输出端与第十开关管的源极端及第十二开关管的源极端相连；第九开关管的漏极端与第十开关管的源极端通过第五高频吸收电容相连，第十一开关管的漏极端与第十二开关管的源极端通过第六高频吸收电容相连；第九开关管的源极端与第二十一二极管的阳极端、第十开关管的漏极端及第二十二二极管的阴极端相连，第二十一二极管的阴极端与第九开关管的漏极端相连，第二十二二极管的阳极端与第十开关管的源极端相连，第二十二二极管的阴极端与第十开关管的漏极端相连；第十一开关管的源极端与第二十三二极管的阳极端、第十二开关管的漏极端及第二十四二极管的阴极端相连；第二十三二极管的阴极端与第十一开关管的漏极端相连，第二十四二极管的阳极端与第十二开关管的源极端相连，第二十四二极管的阴极端与第十二开关管的漏极端相连，第九开关管、第十开关管、第七开关管及第十二开关管的控制端与驱动电路的输出端相连；第二十一二极管的两端并联有第九结电容，第二十二二极管的两端并联有第十结电容，第二十三二极管的两端并联有第十一结电容，第二十四二极管的两端并联有第十二结电容；第十一开关管的源极端及第二十三二极管的阳极端与CA相谐振电路内第三谐振电感的一端相连，第三谐振电感的另一端与CA相高频整流电路相连，CA相高频整流电路通过CA相谐振电路内的第三谐振电容及第一 CA相输出电流传感器与第九开关管的源极端及第十开关管的漏极端相连。所述CA相谐振电路与CA相高频整流电路间通过CA相变压器功率匹配电路相连；所述CA相变压器功率匹配电路包括第三高频变压器，所述第三高频变压器的一次侧绕组的两端分别与第三谐振电感及第三谐振电容相连，第三高频变压器的二次侧绕组的两端分别与CA相高频整流电路内的第二十九二极管的阳极端及第三十极管的阳极端相连，第三十极管的阴极端与第二十九二极管的阴极端相互连接；第二十九二极管的阴极端与第二CA相输出电流传感器相连，第三高频变压器二次侧绕组的中心抽头与第二十九二极管的阴极端输出C相直流正弦半波电压UcO。本发明的优点利用单相线电压输入，在对单相线电压整流后与逆变电路、谐振电路及高频整流电路相连，在单相线电压整流与逆变电路间不需要通过大滤波电容连接，提高三相电网的输入功率因数；控制电路根据外部输入的功率设定值与驱动电路对应配合，使得逆变电路输出脉冲宽度可调的高频脉冲电压，所述高频脉冲电压与谐振电路对应配合并经过高频整流后输出直流正弦半波电压，且所述直流正弦半波电压的相位与单相输入线电压的相位保持一致，使得整个三相调功电源相对于三相电网来说为阻抗性负载，对于三相电网而言输出功率因数为1，提高三相电网的输出效率；电路结构简单，输入功率因数高，逆变桥采用负载谐振移相功率控制软开关技术，减小开关损耗，提高整机效率，安全可
O
图I是本发明高功率因数软开关三相调功电源结构框图。图2是本发明高功率因数软开关三相调功电源主电路原理图。图3为本发明不加变压器时，AB相高频整流电路采用全桥二极管整流原理图。图4为本发明不加变压器时，AB相高频整流电路采用全桥二极管整流原理图。图5为本发明不加变压器时，AB相高频整流电路采用全桥二极管整流原理图。图6为本发明逆变电路、谐振电路、闻频整流电路的等效原理图。图7为本发明针对图6的等效原理图的工作原理图。图8为本发明输出电压电流检测电路、逆变电流检测电路、控制电路及驱动电路配合的结构框图。图9为本发明移相角零时AB相输入工频电压半个周期变换电路的各点波形。图10为本发明移相角90°时AB相输入工频电压半个周期变换电路的各点波形。图11为本发明移相角零时AB相输入工频电压一个周期变换电路的各点波形。
具体实施例方式下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。如图I所示为了提高输入功率因数，降低调功电源的复杂度，本发明包括与电网中A单相电源Ua、B单相电源Ub及C单相电源Uc对应连接的AB相高频滤波电路、BC相高频滤波电路及CA相闻频滤波电路；其特征是所述AB相高频滤波电路与AB相整流电路相连，AB相整流电路的输出端与AB相逆变电路相连，AB相逆变电路的输出端与AB相谐振电路相连，AB相谐振电路通过AB相高频整流电路输出A相直流正弦半波电压UaO ；所述BC相高频滤波电路与BC相整流电路相连，BC相整流电路的输出端与BC相逆变电路相连，BC相逆变电路的输出端与BC相谐振电路相连，BC相谐振电路通过BC相高频整流电路输出B相直流正弦半波电压UbO ；所述CA相高频滤波电路与CA相整流电路相连，CA相整流电路的输出端与CA相逆变电路相连，所述CA相逆变电路与CA相谐振电路相连，CA相谐振电路通过CA相高频整流电路输出C相直流正弦半波电压UcO ；AB相高频整流电路、BC相高频整流电路及CA相高频整流电路的输出端均与用于检测输出电压及输出电流信号的输出电压电流检测电路相连，所述输出电压电流检测电路的输出端与控制电路相连，所述控制电路与用于检测逆变电路输出电流的逆变电流检测电路输出端相连，所述逆变电流检测电路与AB相逆变电路、BC相逆变电路及CA相逆变电路的输出端对应相连，控制电路还接收外部输入的功率给定信号；所述控制电路的输出端与驱动电路相连，所述驱动电路的输出端与AB相逆变电路、BC相逆变电路及CA相逆变电路的控制端相连；所述输出电压电流电路将检测得到的检测A相直流正弦半波电压UaO、A相直流正弦半波电流iaO、B相直流正弦半波电压UbO、B相直流正弦半波电流ibO、C相直流正弦半波电压UcO及C相直流半波电流icO对应变换处理后向控制电路内输入功率反馈信号，控制电路根据功率反馈信号及接收的功率给定信号形成功率控制信号；逆变电流检测将检测的AB相逆变电流ia2、BC相逆变电流ib2及CA相逆变电流ic2对应变换处理后向控制电路内输入频率跟踪信号，控制电路对所述频率跟踪信号及功率控制信号运算处理后向驱动电路输出频率跟踪移相功率控制信号；驱动电路根据频率跟踪移相功率控制信号输出相应的驱动脉冲信号，以通过相应的驱动脉冲信号分别调节AB相逆变电路、BC相逆变电路及CA相逆变电路的导通状态，以使得AB相逆变电路、BC相逆变电路及CA相逆变电路输出相应脉冲宽度的高频交流脉冲电压；AB相逆变电路、BC相逆变电路及CA相逆变电路输出相应的高频交流脉冲电压与AB相谐振电路、BC相谐振电路及CA相谐振电路对应配合，并分别经过AB相高频整流电路、BC相高频整流电路及CA相高频整流电路后得到A相直流正弦半波电压UaO、B相直流正弦半波电压UbO及C相直流正弦半波电压UcO,且A相直流正弦半波电流iaO、B相直流正弦半波电流ibO及C相直流正弦半波电流icO对应的相位分别与A单相电源、B单相电源及C单相电源对应的相位保持一致。如图8所示为了能够使得AB相逆变电路、BC相逆变电路及CA相逆变电路输出所需宽度的高频交流脉冲电压，所述逆变电流检测电路包括第一 AB相输出电流传感器LAal、第一 BC相输出电流传感器LAbl及第一 CA相输出电流传感器LAcl ;第一 AB相输出电流传感器LAal串接在AB相谐振电路中，第一 AB相输出电流传感器LAal的输出端与AB相电流/电压转换电路相连，第一 BC相输出电流传感器LAbl串接在BC相谐振电路中，第一 BC相输出电流传感器Labl的输出端与BC相电流/电压转换电路相连，第一 CA相输出电流传感器LAcl串接在CA相谐振电路中，第一 CA相输出电流传感器LAcl的输出端与CA相电流/电压转换电路相连；AB相电流/电压转换电路的输出负极端与BC相电流/电压转换电路的输出正极端相连，BC相电流/电压转换电路的输出负极端与CA相电流/电压转换电路的输出正极端相连，AB相电流/电压转换电路的输出正极端及CA相电流/电压转换电路的输出负极端均与控制电路内的脉冲整形过零比较电路相连，AB相电流/电压转换电路、BC相电流/电压转换电路及CA相电流/电压转换电路将采样得到的谐振电流ia2、ib2及ic2转换为对应的交流信号，并将三个交流信号进行同频率同相位相加，并输入脉冲整形过零比较电路内；所述脉冲整形过零比较电路的输出端与锁相环频率跟踪电路相连，所述锁相环频率跟踪电路的输出端与移相控制电路相连。脉冲整形过零比较电路输出方波信号P1，所述方波信号Pl经过锁相环频率跟踪电路时输出频率跟踪方波信号P2。所述输出电压电流检测电路包括AB相输出电压传感器LVa、BC相输出电压传感器 LVb, CA相输出电压传感器LVc、第二 AB相输出电流传感器LAa2、第二 BC相输出电流传感器LAb2及第二 CA相输出电流传感器LAc2，所述AB相输出电压传感器LVa、BC相输出电压传感器LVb及CA相输出电压传感器LVc的输出端均与第一加法器相连，由第一加法器输出三相电压检测平均值；第二 AB相输出电流传感器LAa2、第二 BC相输出电流传感器LAb2及第二 CA相输出电流传感器LAc2的输出端均与第二加法器相连，由第二加法器输出三相电流检测平均值；第一加法器与第二加法器的输出端与乘法电路相连，以通过乘法电路输出功率反馈信号Ur ;所述第二 AB相输出电流传感器LAa2、第二 BC相输出电流传感器LAb2及第二 CA相输出电流传感器LAc2检测得到的电流值为本发明调功电源驱动负载时产生的电流值，通过相应电流值来进行功率控制以及调节电源相对于电网的功率因数。所述乘法电路输出的功率反馈信号Ur通过控制电路内的比较器与功率给定信号相比较，一般地，比较器比较时将功率反馈信号Ur与功率给定信号进行作差，所述差值输A PI调节器内。所述比较器的输出端与PI调节器相连，PI调节器输出功率控制信号Uk，所述PI调节器与移相功率控制电路相连，移相功率控制电路根据锁相环频率跟踪电路输入的频率跟踪方波信号P2及PI调节器输入的功率控制信号Uk运算处理后经脉冲分配电路向驱动电路输出频率跟踪移相功率控制信号；具体地，移相功率控制电路向脉冲分配电路输出PWM脉冲信号P3。所述脉冲分配电路与驱动电路内的AB相逆变桥驱动电路、BC相逆变桥驱动电路及CA相逆变桥驱动电路相连，AB相逆变桥驱动电路、BC相逆变桥驱动电路及CA相逆变桥 驱动电路分别与AB相逆变电路、BC相逆变电路及CA相逆变电路的控制端相连，以使得AB相逆变电路、BC相逆变电路及CA相逆变电路输出相应脉冲宽度的高频交流脉冲电压。其中，AB相逆变桥驱动电路输出AB相驱动脉冲信号Gal、Ga2、Ga3及Ga4，所述驱动脉冲信号Gal、Ga2、Ga3及Ga4分别与AB相逆变电路中开关管的栅极端对应相连；BC相逆变桥驱动电路输出BC相驱动脉冲信号Gbl、Gb2、Gb3及Gb4，所述驱动脉冲信号Gbl、Gb2、Gb3及Gb4分别与BC相逆变电路中开关管的栅极端对应相连；CA相逆变桥驱动电路输出CA相驱动脉冲信号Gcl、Gc2、Gc3及Gc4，所述驱动脉冲信号Gcl、Gc2、Gc3及Gc4分别与CA相逆变电路中开关管的栅极端对应相连，以分别驱动逆变电路中的开关管，实现逆变电路输出所需宽度的高频脉冲电压。AB相电流/电压转换电路、BC相电流/电压转换电路及CA相电流/电压转换电路均为采用常规的电流/电压转换电路；脉冲整形过零比较电路、锁相环频率跟踪电路、移相控制电路、脉冲分频电路、AB相逆变桥驱动电路、BC相逆变桥驱动电路及CA相逆变桥驱动电路也均采用常规的电路，此处不再详述其对应的原理及工作过程。如图I所示当负载需要变压器隔离或降压时，所述AB相谐振电路与AB相高频整流电路间通过AB相变压器功率匹配电路相连，BC相谐振电路与BC相高频整流电路通过BC相变压器功率匹配电路相连，CA相谐振电路与CA相高频整流电路通过CA相变压器功率匹配电路相连。如图2所示所述AB相高频滤波电路包括第一输入滤波电感Lia及第一滤波电容Cia，所述AB相整流电路包括第一单相整流桥BGla ;所述第一滤波电容Cia的两端分别与第一单相整流桥BGla的第一输入端、第二输入端相连；第一单相整流桥BGla的第一输入端还通过第一输入滤波电感Lia与A单相电源Ua相连,第一单相整流桥BGla的第二输入端与B单相电源Ub相连；第一单相整流桥BGla的第一输出端与AB相逆变电路中的第一开关管VTla的漏极端及第三开关管VT3a的漏极端相连，第一单相整流桥BGla的第二输出端与第二开关管VT2a的源极端及第四开关管VT4a的源极端相连；第一开关管VTla的漏极端与第二开关管VT2a的源极端通过第一 高频吸收电容Cla相连，第三开关管VT3a的漏极端与第四开关管VT4a的源极端通过第二高频吸收电容C2a相连；第一开关管VTla的源极端与第一二极管VDla的阳极端、第二开关管VT2a的漏极端及第二二极管VD2a的阴极端相连，第一二极管VDla的阴极端与第一开关管VTla的漏极端相连，第二二极管VD2a的阳极端与第二开关管VT2a的源极端相连，第二二极管VD2a的阴极端与第二开关管VT2a的漏极端相连；第三开关管VT3a的源极端与第三二极管VD3a的阳极端、第四开关管VT4a的漏极端及第四二极管VD4a的阴极端相连；第三二极管VD3a的阴极端与第三开关管VD3a的漏极端相连，第四二极管VD4a的阳极端与第四开关管VT4a的源极端相连，第四二极管VD4a的阴极端与第四开关管VT4a的漏极端相连，第一开关管VTla、第二开关管VT2a、第三开关管VT3a及第四开关管VT4a的控制端与驱动电路的输出端相连；第一二极管VDla的两端并联有第一结电容CTal，第二二极管VD2a的两端并联有第二结电容CTa2，第三二极管VD3a的两端并联有第三结电容CTa3，第四二极管VD4a的两端并联有第四结电容CTa4 ；第三开关管VT3a的源极端及第三二极管VD3a的阳极端与AB相谐振电路内第一谐振电感Lla的一端相连，第一谐振电感Lla的另一端与AB相高频整流电路相连，AB相高频整流电路通过AB相谐振电路内的第一谐振电容C3a及第一 AB相输出电流传感器LAal与第一开关管VTla的源极端及第二开关管VT2a的漏极端相连。通过第一 AB相输出电流传感器LAal能检测AB相逆变电路与AB相谐振电路构成回路时的逆变电流ia2。所述AB相谐振电路与AB相高频整流电路间通过AB相变压器功率匹配电路相连时；所述AB相变压器功率匹配电路包括第一高频变压器Ta，所述第一高频变压器Ta的一次侧绕组的两端分别与第一谐振电感Lla及第一谐振电容C3a相连，并通过第一谐振电容C3a及第一 AB相输出电流传感器LAal检测AB相逆变电流ia2 ;第一高频变压器Ta的二次侧绕组的两端分别与AB相高频整流电路内的第九二极管D5a的阳极端及第十二极管D6a的阳极端相连，第十二极管D6a的阴极端与第九二极管D5a的阴极端相互连接；第九二极管D5a的阴极端与第二 AB相输出电流传感器LAa2相连，第一高频变压器Ta 二次侧绕组的中心抽头与第九二极管D5a的阴极端输出A相直流正弦半波电压UaO ;同时，形成A相直流正弦半波电压UaO的端部设有AB相输出电压传感器LVa。通过第二 AB相输出电流传感器LAa2能够测量得到A相直流正弦半波电压iaO，通过AB相输出电压传感器LVa能测量得到A相直流正弦半波电压UaO。如图3所示当所述AB相谐振电路与AB相高频整流电路间直接相连时；所述AB相高频谐振电路包括第五二极管Dla、第六二极管D2a、第七二极管D3a及第八二极管D4a ；第五二极管Dla的阳极端与第六二极管D2a的阴极端相连，第六二极管D2a的阳极端与第八二极管D4a的阳极端相连，第八二极管D4a的阴极端与第七二极管D3a的阳极端相连，第七二极管D3a的阴极端与第五二极管Dla的阴极端相互连接；第五二极管Dla的阳极端及第六二极管D2a的阴极端与第一谐振电感Lla相连，第七二极管D3a的阳极端及第八二极管D4a的阴极端与第一谐振电容C3a相连。为了能够测量AB相逆变电流ia2、A相直流正弦半波电压UaO及A相直流正弦半波电流iaO，也需要将第一 AB相输出电流传感器LAal、AB相输出电压传感器LVa及第二 AB相输出电流传感器LAa2串接在整流桥相应的位置，此处不再详述。所述BC高频滤波电路包括第二输入滤波电感Lib及第二滤波电容Cib ;所述BC相整流电路包括第二单相整流桥BGlb，所述第二滤波电容Cib的两端分别与第二单相整流桥BGlb的第一输入端、第二输入端相连；第二单相整流桥BGlb的第一输入端还通过第二输入滤波电感Lib与B单相电源Ub相连，第二单相整流桥BGlb的第二输入端与C单相电源Uc相连；第二单相整流桥BGlb的第一输出端与BC相逆变电路中的第五开关管VTlb的漏极端及第七开关管VT3b的漏极端相连，第二单相整流桥BGlb的第二输出端与第六开关管VT2b的源极端及第八开关管VT4b的源极端相连；第五开关管VTlb的漏极端与第六开关管VT2b的源极端通过第三高频吸收电容Clb相连，第七开关管VT3b的漏极端与第八开关管VT4b的源极端通过第四高频吸收电容C2b相连；第五开关管VTlb的源极端与第十一二极管VDlb的阳极端、第六开关管VT2b的漏极端及第十二二极管VD2b的阴极端相连，第i 二极管VDlb的阴极端与第五开关管VTlb的漏极端相连,第十二二极管VD2b的阳极端 与第六开关管VT2b的源极端相连，第十二二极管VD2b的阴极端与第六开关管VT2b的漏极端相连；第七开关管VT3b的源极端与第十三二极管VD3b的阳极端、第八开关管VT4b的漏极端及第十四二极管VD4b的阴极端相连；第十三二极管VD3b的阴极端与第七开关管VD3b的漏极端相连，第十四二极管VD4b的阳极端与第八开关管VT4b的源极端相连，第十四二极管VD4b的阴极端与第八开关管VT4b的漏极端相连，第五开关管VTlb、第六开关管VT2b、第七开关管VT3b及第八开关管VT4b的控制端与驱动电路的输出端相连；所述第十一二极管VDlb的两端并联有第五结电容CTbl，第十二二极管VD2b的两端并联有第六结电容CTb2，第十三二极管VD3b的两端并联有第七结电容CTb3，第十四二极管VD4b的两端并联有第八结电容CTb4 ；第七开关管VT3b的源极端及第十三二极管VD3b的阳极端与BC相谐振电路内第二谐振电感Llb的一端相连，第二谐振电感Llb的另一端与BC相高频整流电路相连，BC相高频整流电路通过BC相谐振电路内的第二谐振电容C3b及第一 BC相输出电流传感器LAbl与第五开关管VTlb的源极端及第六开关管VT2b的漏极端相连。所述BC相谐振电路与BC相高频整流电路间通过BC相变压器功率匹配电路相连；所述BC相变压器功率匹配电路包括第二高频变压器Tb，所述第二高频变压器Tb的一次侧绕组的两端分别与第二谐振电感Llb及第二谐振电容C3b相连，第二高频变压器Tb的二次侧绕组的两端分别与BC相高频整流电路内的第十九二极管D5b的阳极端及第二十二极管D6b的阳极端相连,第二十二极管D6b的阴极端与第十九二极管D5b的阴极端相互连接；第十九二极管D5b的阴极端与第二 BC相输出电流传感器LAb2相连，第二高频变压器Tb 二次侧绕组的中心抽头与第十九二极管D5b的阴极端输出B相直流正弦半波电压UbO。如图4所示当BC相谐振电路与BC相高频整流电路直接连接时，所述BC相高频整流电路包括第十五二极管Dlb、第十六二极管D2b、第十七二极管D3b及第十八二极管D4b，第十五二极管Dlb的阳极端与第十六二极管D2b的阴极端相连，第十六二极管D2b的阳极端与第十八二极管D4b的阳极端相连,第十八二极管D4b的阴极端与第十七二极管D3b的阳极端相连，第十七二极管D3b的阴极端与第十五二极管Dlb的阴极端相连连接。第十五二极管Dlb的阳极端与第十六二极管D2b的阴极端对应连接后与第二谐振电感Llb相连，第十七二极管D3b的阳极端与第十八二极管D4b的阴极端对应连接后与第二谐振电容C3b相连；以在第十七二极管D3b的阴极端与第十八二极管D4b的阳极端间形成B相直流正弦半波电压Ubo。为了能够测量BC相逆变电流ib2、B相直流正弦半波电压UbO及B相直流正弦半波电流ibO，也需要将第一 BC相输出电流传感器LAbUBC相输出电压传感器LVb及第二 BC相输出电流传感器LAb2串接在整流桥相应的位置，此处不再详述。所述CA相高频滤波包括第三输入滤波电感Lic及第三滤波电容Cic，CA相整流电路包括第三单相整流桥BGlc，所述第三滤波电容Cic的两端分别与第三单相整流桥BGlc的第一输入端、第二输入端相连；第三单相整流桥BGlc的第一输入端还通过第三输入滤波电感Lic与C单相电源Uc相连，第三单相整流桥BGlc的第二输入端与A单相电源Ua相连；第三单相整流桥BGlc的第一输出端与CA相逆变电路中的第九开关管VTlc的漏极端及第i 开关管VT3c的漏极端相连,第三单相整流桥BGlc的第二输出端与第十开关 管VT2c的源极端及第十二开关管VT4c的源极端相连；第九开关管VTlc的漏极端与第十开关管VT2c的源极端通过第五高频吸收电容Clc相连，第十一开关管VT3c的漏极端与第十二开关管VT4c的源极端通过第六高频吸收电容C2c相连；第九开关管VTlc的源极端与第二十一二极管VDlc的阳极端、第十开关管VT2c的漏极端及第二十二二极管VD2c的阴极端相连，第二i 二极管VDlc的阴极端与第九开关管VTlc的漏极端相连,第二十二二极管VD2c的阳极端与第十开关管VT2c的源极端相连,第二十二二极管VD2c的阴极端与第十开关管VT2c的漏极端相连；第十一开关管VT3c的源极端与第二十三二极管VD3c的阳极端、第十二开关管VT4c的漏极端及第二十四二极管VD4c的阴极端相连；第二十三二极管VD3c的阴极端与第i 开关管VT3c的漏极端相连,第二十四二极管VD4c的阳极端与第十二开关管VT4c的源极端相连，第二十四二极管VD4c的阴极端与第十二开关管VT4c的漏极端相连，第九开关管VTlc、第十开关管VT2c、第七开关管VT3b及第十二开关管VT4c的控制端与驱动电路的输出端相连；第二十一二极管VDlc的两端并联有第九结电容CTcl，第二十二二极管VD2c的两端并联有第十结电容CTc2,第二十三二极管VD3c的两端并联有第^ 结电容CTc3，第二十四二极管VD4c的两端并联有第十二结电容CTc4 ；第十一开关管VT3c的源极端及第二十三二极管VD3c的阳极端与CA相谐振电路内第三谐振电感Llc的一端相连,第三谐振电感Llc的另一端与CA相高频整流电路相连，CA相高频整流电路通过CA相谐振电路内的第三谐振电容C3c及第一 CA相输出电流传感器LAcl与第九开关管VTlc的源极端及第十开关管VT2c的漏极端相连。所述CA相谐振电路与CA相高频整流电路间通过CA相变压器功率匹配电路相连；所述CA相变压器功率匹配电路包括第三高频变压器Tc，所述第三高频变压器Tc的一次侧绕组的两端分别与第三谐振电感Llc及第三谐振电容C3c相连，第三高频变压器Tc的二次侧绕组的两端分别与CA相高频整流电路内的第二十九二极管D5c的阳极端及第三十极管D6c的阳极端相连,第三十极管D6c的阴极端与第二十九二极管D5c的阴极端相互连接；第二十九二极管D5c的阴极端与第二 CA相输出电流传感器LAc2相连，第三高频变压器Tc 二次侧绕组的中心抽头与第二十九二极管D5c的阴极端输出C相直流正弦半波电压UcO。如图5所示当CA相谐振电路与CA相高频整流电路直接连接时，所述CA相高频整流电路包括第二十五二极管Die、第二十六二极管D2c、第二十七二极管D3c、第二十八二极管D4c ;第二十五二极管Dlc的阳极端与第二十六二极管D2c的阴极端相连,第二十六二极管D2c的阳极端与第二十八二极管D4c的阳极端相连，第二十八二极管D4c的阴极端与第二十七二极管D3c的阳极端相连，第二十七二极管D3c的阴极端与第二十五二极管Dlc的阴极端对应相互连接。第二十五二极管Dlc的阳极端与第二十六二极管D2c的阴极端对应连接后与第三谐振电感Llc相连,第二十七二极管D3c的阳极端与第二十八二极管D4c的阴极端对应连接后与第三谐振电容C3c相连。第二十七二极管D3c的阴极端与第二十八二极管D4c的阳极端间形成C相直流正弦半波电压UcO。为了能够测量CA相逆变电流ic2、C相直流正弦半波电压UcO及B相直流正弦半波电流icO，也需要将第一 CA相输出电流传感器LAcUCA相输出电压传感器LVc及第二 CA相输出电流传感器LAc2串接在整流桥相应的位置，此处不再详述。如图6所示为本发明逆变电路与谐振电路对应配合时的等效原理图。RO为负载等效电阻，包括AB相的负载等效电阻、BC相负载等效电阻及CA相负载等效电阻。VTl表示AB相逆变电路的第一开关管VTla、BC相逆变电路的第五开关管VTlb及CA相逆变电路的第六开关管VTlc ；VT2表示AB相逆变电路的第二开关管VT2a、BC相逆变电路的第六开关管VT2b及CA相逆变电路的第十开关管VT2c ；VT3及VT4与上面表示的情况类似。LI表示第一谐振电感Lla、第二谐振电感L2a及第三谐振电感L3a,C3表示第一谐振电容C3a、第二谐振电容 C3b 及第三谐振电容 C3c。CT1、CT2、CT3、CT4、Cl、C2、VD1、VD2、VD3 及 VD4 所表示的内容可以参考图2中的相应表示内容。当逆变电路输出所需脉冲宽度的高频交流脉冲电压时，谐振电路内的谐振电感LI、谐振电容C3在高频交流脉冲电压作用下产生谐振，从而使得谐振电路的输出电流呈交流正弦状态，再经过高频整流电路后得到相应直流正弦半波电压；当与负载相连时，所述直流正弦半波电流的相位与单向电源的电压相位保持一致，从而使得整个三相调功电源对于电网来说呈阻性负载，功率因数为I。如图7所不为根据图6的等效原理图进行分析的不意图。其中，G1、G2、G3及G4分别为开关管VT1、开关管VT2、开关管VT3及开关管VT4的栅极端，下方为G1、G2、G3及G4在t0 t8时刻的驱动电压，U2为逆变电路输出的电压值，12为逆变电路输出的电压与谐振电路形成回路时的电流值。t0时刻，由于开关管VTl的栅极端Gl加载高电平，而开关管VT2的栅极端G2为低电平，因此开关管VTl驱动，但没有导通(开关管VTl未导通，是由于谐振电流为负，这时谐振电流通过开关管VTl的反并联二极管VDl导通)。tO-tl阶段，开关管VTl仍然处于驱动状态，开关管VT3也处于驱动状态，此时通过开关管VT3、谐振电感LI、负载等效电阻R0、谐振电容C3、开关管VTl并联的二极管VDl形成环流；tl时刻，当开关管VT3栅极端电压变为低电平时，开关管VT3关断，与开关管VT3相连的结电容CT3从零电压充电，保证所述开关管VT3零电压关断(零电压关断是指开关管关断时开关管两边的电压维持一段时间接近零电压)；t2时刻，开关管VT4的栅极端G4为高电平，开关管VT4在零电流导通；t2-t3阶段，开关管VTl和开关管VT4工作；t3时刻，由于开关管VTl的栅极端Gl为低电平，开关管VTl关断，与开关管VTl相连的结电容CTl从零电压充电，保证所述开关管VTl零电压关断；t4时刻，开关管VT2的栅极端G2为高电平，开关管VT2驱动，但没有导通；t4-t5阶段，通过开关管VT2并联的二极管VD2、谐振电感LI、负载等效电阻R0、谐振电容C3、开关管VT4形成环流；t5时刻，在逆变交流电流由正变负的过零点，开关管VT4在零电流关断，与所述开关管VT4的结电容CT4从零电压充电，和开关管VT3的结电容CT3放电；t6时刻，开关管VT3零电压零电流导通；t6-t7阶段，开关管VT2和开关管VT3工作；t7时刻，开关管VT2关断，和开关管VT2的结电容从零电压充电，保证所述开关管VT2零电压关断；t8时刻，开关管VTl驱动，但没有导通，一个周期结束；从而实现对逆变电路中开关管的软开关控制。从这一个周期的描述来说，说明了本发明的开关管工作在零电流或零电压导通和关断状态，实现软开关，减小开关损耗和对空间的闻频无线电干扰。所述Gl、G2、G3及G4的高低电平情况如何确定的由频率跟踪锁相环和移相控制电路决定，A单相电压Ua、B单相电压Ub及C单相电压Uc之间的相位角相差120度；在实际控制中，驱动电路分别输出相应的驱动脉冲。图9是移相角零时AB相输入工频电压半个周期变换电路的各点波形。图10是移相角90°时AB相输入工频电压半个周期变换电路的各点波形。图11是移相角零时AB相输入工频电压一个周期变换电路的各点波形。所述移相角为根据功率给定值和功率反馈值比较后经PI调节器和移相控制电路计算得到的角度值，根据移相角O能够确定逆变电路输出对应脉冲宽度的高频脉冲电压。如图I 图11所示工作时，将A单相电源Ua、B单相电源Ub及C单相电源Uc分别与AB高频滤波电路、BC相高频滤波电路及CA相高频滤波电路相连。AB相高频整流电路、BC相高频整流电路及CA相高频整流电路分别与负载相连。逆变电流检测电路检测相应的逆变电流值，AB相逆变电流/电压转换电路、BC相逆变电流/电压转换电路及CA相逆变电流/电压转换电路经处理后形成频率跟踪信号；输出电流电压检测电路内的AB相输出电压传感器LVa、BC相输出电压传感器LVb、CA相输出电压传感器LVc、第二 AB相输出电流传感器LAa2、第二 BC相输出电流传感器LAb2及第二 CA相输出电流传感器LAc2将相应的电压、电流信号变换处理后输出功率反馈信号，所述功率反馈信号和功率给定信号经比较器比较、PI调节器后形成功率控制信号；频率跟踪信号和功率控制信号同时输入移相控制电路内，向驱动电路输出频率跟踪移相功率控制信号，驱动电路根据所述频率跟踪移相功率控制信号输出驱动脉冲信号，所述驱动脉冲信号分别调节AB相逆变电路、BC相逆变电路及CA相逆变电路的导通状态，以使得AB相逆变电路、BC相逆变电路及CA相逆变电路输出相应脉冲宽度的高频交流脉冲电压；AB相逆变电路、BC相逆变电路及CA相逆变电路输出相应的高频交流脉冲电压与AB相谐振电路、BC相谐振电路及CA相谐振电路对应配合，并分别经过AB相高频整流电路、BC相高频整流电路及CA相高频整流电路后得到A相直流正弦半波电压UaO、B相直流正弦半波电压UbO及C相直流正弦半波电压UcO，且A相直流正弦半波电流iaO、B相直流正弦半波电流ibO及C相直流正弦半波电流icO对应的相位分别与A单相电源、B单相电源及C单相电源对应的相位保持一致。当A相直流正弦半波电流iaO、B相直流正弦半波电流ibO及C相直流正弦半波电流icO对应的相位分别与A单相电源、B单相电源及C单相电源对应的相位保持一致时，整个三相调功电源相对于三相电网来说为阻抗性负载，对于三相电网而言输出功率因数为1，提高三相电网的输出效率。本发明利用单相线电压输入，在对单相线电压整流后与逆变电路、谐振电路及高频整流电路相连，在单相线电压整流与逆变电路间不需要通过大滤波电容连接，提高三相电网的输入功率因数；控制电路根据外部输入的功率设定值与驱动电路对应配合，使得逆变电路输出脉冲宽度可调的高频脉 冲电压，所述高频脉冲电压与谐振电路对应配合并经过高频整流后输出直流正弦半波电压，且所述直流正弦半波电压的相位与单相输入线电压的相位保持一致，使得整个三相调功电源相对于三相电网来说为阻抗性负载，对于三相电网而言输出功率因数为1，提高三相电网的输出效率；电路结构简单，输入功率因数高，逆变桥采用负载谐振移相功率控制软开关技术，减小开关损耗，提高整机效率，安全可靠。
权利要求
1.一种高功率因数软开关三相调功电源，包括与电网中A单相电源(Ua)、B单相电源 (Ub)及C单相电源(Uc)对应连接的AB相高频滤波电路、BC相高频滤波电路及CA相高频滤波电路；其特征是所述AB相高频滤波电路与AB相整流电路相连，AB相整流电路的输出端与AB相逆变电路相连，AB相逆变电路的输出端与AB相谐振电路相连，AB相谐振电路通过AB相高频整流电路输出A相直流正弦半波电压UaO ；所述BC相高频滤波电路与BC相整流电路相连，BC相整流电路的输出端与BC相逆变电路相连，BC相逆变电路的输出端与BC相谐振电路相连，BC相谐振电路通过BC相高频整流电路输出B相直流正弦半波电压UbO ；所述CA相高频滤波电路与CA相整流电路相连，CA相整流电路的输出端与CA相逆变电路相连，所述CA相逆变电路与CA相谐振电路相连，CA相谐振电路通过CA相高频整流电路输出C相直流正弦半波电压UcO ；AB相高频整流电路、BC相高频整流电路及CA相高频整流电路的输出端均与用于检测输出电压及输出电流信号的输出电压电流检测电路相连，所述输出电压电流检测电路的输出端与控制电路相连，所述控制电路与用于检测逆变电路输出电流的逆变电流检测电路输出端相连，所述逆变电流检测电路与AB相逆变电路、BC相逆变电路及CA相逆变电路的输出端对应相连，控制电路还接收外部输入的功率给定信号；所述控制电路的输出端与驱动电路相连，所述驱动电路的输出端与AB相逆变电路、BC相逆变电路及CA相逆变电路的控制端相连；所述输出电压电流电路将检测得到的检测A相直流正弦半波电压UaO、A相直流正弦半波电流iaO、B相直流正弦半波电压UbO、B相直流正弦半波电流ibO、C相直流正弦半波电压UcO及C相直流半波电流icO对应变换处理后向控制电路内输入功率反馈信号，控制电路根据功率反馈信号及接收的功率给定信号形成功率控制信号；逆变电流检测将检测的 AB相逆变电流ia2、BC相逆变电流ib2及CA相逆变电流ic2对应变换处理后向控制电路内输入频率跟踪信号，控制电路对所述频率跟踪信号及功率控制信号运算处理后向驱动电路输出频率跟踪移相功率控制信号；驱动电路根据频率跟踪移相功率控制信号输出相应的驱动脉冲信号，以通过相应的驱动脉冲信号分别调节AB相逆变电路、BC相逆变电路及CA相逆变电路的导通状态，以使得 AB相逆变电路、BC相逆变电路及CA相逆变电路输出相应脉冲宽度的高频交流脉冲电压；AB 相逆变电路、BC相逆变电路及CA相逆变电路输出相应的高频交流脉冲电压与AB相谐振电路、BC相谐振电路及CA相谐振电路对应配合，并分别经过AB相高频整流电路、BC相高频整流电路及CA相高频整流电路后得到A相直流正弦半波电压UaO、B相直流正弦半波电压 UbO及C相直流正弦半波电压UcO，且A相直流正弦半波电流iaO、B相直流正弦半波电流 ibO及C相直流正弦半波电流icO对应的相位分别与A单相电源、B单相电源及C单相电源对应的相位保持一致。
2.根据权利要求I所述的高功率因数软开关三相调功电源，其特征是所述AB相谐振电路与AB相高频整流电路间通过AB相变压器功率匹配电路相连，BC相谐振电路与BC相高频整流电路通过BC相变压器功率匹配电路相连，CA相谐振电路与CA相高频整流电路通过CA相变压器功率匹配电路相连。
3.根据权利要求I所述的高功率因数软开关三相调功电源，其特征是所述逆变电流检测电路包括第一 AB相输出电流传感器(LAal)、第一 BC相输出电流传感器(LAbl)及第一CA相输出电流传感器(LAcl);所述第一 AB相输出电流传感器(LAal)的输出端与AB相电流/电压转换电路相连，第一 BC相输出电流传感器(Labl)的输出端与BC相电流/电压转换电路相连，第一 CA相输出电流传感器(LAcl)的输出端与CA相电流/电压转换电路相连;AB相电流/电压转换电路的输出负极端与BC相电流/电压转换电路的输出正极端相连，BC相电流/电压转换电路的输出负极端与CA相电流/电压转换电路的输出正极端相连，AB相电流/电压转换电路的输出正极端及CA相电流/电压转换电路的输出负极端均与控制电路内的脉冲整形过零比较电路相连，所述脉冲整形过零比较电路的输出端与锁相环频率跟踪电路相连，所述锁相环频率跟踪电路的输出端与移相控制电路相连；所述输出电压电流检测电路包括AB相输出电压传感器(LVa)、BC相输出电压传感器 (LVb)、CA相输出电压传感器(LVc)、第二 AB相输出电流传感器(LAa2)、第二 BC相输出电流传感器(LAb2)及第二 CA相输出电流传感器(LAc2)，所述AB相输出电压传感器(LVa)、BC 相输出电压传感器(LVb)及CA相输出电压传感器(LVc)的输出端均与第一加法器相连，第二AB相输出电流传感器(LAa2)、第二 BC相输出电流传感器(LAb2)及第二 CA相输出电流传感器(LAc2)的输出端均与第二加法器相连,第一加法器与第二加法器的输出端与乘法电路相连，以通过乘法电路输出功率反馈信号Ur ；所述乘法电路输出的功率反馈信号Ur通过控制电路内的比较器与功率给定信号相比较，所述比较器的输出端与PI调节器相连，所述PI调节器与移相功率控制电路相连，所述移相功率控制电路与脉冲分配电路相连，所述脉冲分配电路与驱动电路内的AB相逆变桥驱动电路、BC相逆变桥驱动电路及CA相逆变桥驱动电路相连，AB相逆变桥驱动电路、BC相逆变桥驱动电路及CA相逆变桥驱动电路分别与AB相逆变电路、BC相逆变电路及CA相逆变电路的控制端相连，以使得AB相逆变电路、BC相逆变电路及CA相逆变电路输出相应脉冲宽度的高频交流脉冲电压。
4.根据权利要求I所述的高功率因数软开关三相调功电源，其特征是所述AB相高频滤波电路包括第一输入滤波电感(Lia)及第一滤波电容(Cia)，所述AB相整流电路包括第一单相整流桥(BGla);所述第一滤波电容(Cia)的两端分别与第一单相整流桥(BGla)的第一输入端、第二输入端相连；第一单相整流桥(BGla)的第一输入端还通过第一输入滤波电感(Lia)与A单相电源(Ua)相连，第一单相整流桥(BGla)的第二输入端与B单相电源 (Ub)相连；第一单相整流桥(BGla)的第一输出端与AB相逆变电路中的第一开关管(VTla)的漏极端及第三开关管(VT3a)的漏极端相连，第一单相整流桥(BGla)的第二输出端与第二开关管(VT2a)的源极端及第四开关管(VT4a)的源极端相连；第一开关管(VTla)的漏极端与第二开关管(VT2a)的源极端通过第一高频吸收电容(Cla)相连，第三开关管(VT3a) 的漏极端与第四开关管(VT4a)的源极端通过第二高频吸收电容(C2a)相连；第一开关管 (VTla)的源极端与第一二极管(VDla)的阳极端、第二开关管(VT2a)的漏极端及第二二极管(VD2a)的阴极端相连，第一二极管(VDla)的阴极端与第一开关管(VTla)的漏极端相连，第二二极管(VD2a)的阳极端与第二开关管(VT2a)的源极端相连，第二二极管(VD2a) 的阴极端与第二开关管(VT2a)的漏极端相连；第三开关管(VT3a)的源极端与第三二极管(VD3a)的阳极端、第四开关管(VT4a)的漏极端及第四二极管(VD4a)的阴极端相连；第三二极管(VD3a)的阴极端与第三开关管(VD3a)的漏极端相连，第四二极管(VD4a)的阳极端与第四开关管(VT4a)的源极端相连，第四二极管(VD4a)的阴极端与第四开关管(VT4a) 的漏极端相连，第一开关管(VTla)、第二开关管(VT2a)、第三开关管(VT3a)及第四开关管 (VT4a)的控制端与驱动电路的输出端相连；第一二极管(VDla)的两端并联有第一结电容 (CTal)，第二二极管(VD2a)的两 端并联有第二结电容(CTa2)，第三二极管(VD3a)的两端并联有第三结电容(CTa3)，第四二极管(VD4a)的两端并联有第四结电容(CTa4)； 第三开关管(VT3a)的源极端及第三二极管(VD3a)的阳极端与AB相谐振电路内第一谐振电感(Lla)的一端相连，第一谐振电感(Lla)的另一端与AB相高频整流电路相连，AB 相高频整流电路通过AB相谐振电路内的第一谐振电容(C3a)及第一 AB相输出电流传感器 (LAal)与第一开关管(VTla)的源极端及第二开关管(VT2a)的漏极端相连。
5.根据权利要求4所述的高功率因数软开关三相调功电源，其特征是所述AB相高频谐振电路包括第五二极管(Dla)、第六二极管(D2a)、第七二极管(D3a)及第八二极管 (D4a);第五二极管(Dla)的阳极端与第六二极管(D2a)的阴极端相连，第六二极管(D2a) 的阳极端与第八二极管(D4a)的阳极端相连，第八二极管(D4a)的阴极端与第七二极管 (D3a)的阳极端相连，第七二极管(D3a)的阴极端与第五二极管(Dla)的阴极端相互连接； 第五二极管(Dla)的阳极端及第六二极管(D2a)的阴极端与第一谐振电感(Lla)相连，第七二极管(D3a)的阳极端及第八二极管(D4a)的阴极端与第一谐振电容(C3a)相连。
6.根据权利要求4所述的高功率因数软开关三相调功电源，其特征是所述AB相谐振电路与AB相高频整流电路间通过AB相变压器功率匹配电路相连时；所述AB相变压器功率匹配电路包括第一高频变压器(Ta)，所述第一高频变压器(Ta)的一次侧绕组的两端分别与第一谐振电感(Lla)及第一谐振电容(C3a)相连，第一高频变压器(Ta)的二次侧绕组的两端分别与AB相高频整流电路内的第九二极管(D5a)的阳极端及第十二极管(D6a)的阳极端相连，第十二极管(D6a)的阴极端与第九二极管(D5a)的阴极端相互连接，第九二极管 (D5a)的阴极端与第二 AB相输出电流传感器(LAa2)相连；第一高频变压器(Ta) 二次侧绕组的中心抽头与第九二极管(D5a)的阴极端输出A相直流正弦半波电压UaO。
7.根据权利要求I所述的高功率因数软开关三相调功电源，其特征是所述BC高频滤波电路包括第二输入滤波电感(Lib)及第二滤波电容(Cib);所述BC相整流电路包括第二单相整流桥(BGlb)，所述第二滤波电容(Cib)的两端分别与第二单相整流桥(BGlb)的第一输入端、第二输入端相连；第二单相整流桥(BGlb)的第一输入端还通过第二输入滤波电感 (Lib)与B单相电源(Ub)相连，第二单相整流桥(BGlb)的第二输入端与C单相电源(Uc) 相连；第二单相整流桥(BGlb)的第一输出端与BC相逆变电路中的第五开关管(VTlb)的漏极端及第七开关管(VT3b)的漏极端相连，第二单相整流桥(BGlb)的第二输出端与第六开关管(VT2b)的源极端及第八开关管(VT4b)的源极端相连；第五开关管(VTlb)的漏极端与第六开关管(VT2b)的源极端通过第三高频吸收电容(Clb)相连，第七开关管(VT3b) 的漏极端与第八开关管(VT4b)的源极端通过第四高频吸收电容(C2b)相连；第五开关管(VTlb)的源极端与第十一二极管(VDlb)的阳极端、第六开关管(VT2b)的漏极端及第十二二极管(VD2b)的阴极端相连,第^ 二极管(VDlb)的阴极端与第五开关管(VTlb)的漏极端相连，第十二二极管(VD2b)的阳极端与第六开关管(VT2b)的源极端相连，第十二二极管(VD2b)的阴极端与第六开关管(VT2b)的漏极端相连；第七开关管(VT3b)的源极端与第十三二极管(VD3b)的阳极端、第八开关管(VT4b)的漏极端及第十四二极管(VD4b)的阴极端相连；第十三二极管(VD3b)的阴极端与第七开关管(VD3b)的漏极端相连，第十四二极管(VD4b)的阳极端与第八开关管(VT4b)的源极端相连，第十四二极管(VD4b)的阴极端与第八开关管(VT4b)的漏极端相连，第五开关管(VTlb)、第六开关管(VT2b)、第七开关管(VT3b)及第八开关管(VT4b)的控制端与驱动电路的输出端相连；所述第十一二极管 (VDlb)的两端并联有第五结电容(CTbl)，第十二二极管(VD2b)的两端并联有第六结电容 (CTb2)，第十三二极管(VD3b)的两端并联有第七结电容(CTb3)，第十四二极管(VD4b)的两端并联有第八结电容(CTb4)；第七开关管(VT3b)的源极端及第十三二极管(VD3b)的阳极端与BC相谐振电路内第二谐振电感(Llb)的一端相连，第二谐振电感(Llb)的另一端与BC相高频整流电路相连， BC相高频整流电路通过BC相谐振电路内的第二谐振电容(C3b)及第一 BC相输出电流传感器(LAbl)与第五开关管(VTlb)的源极端及第六开关管(VT2b)的漏极端相连。
8.根据权利要求7所述的高功率因数软开关三相调功电源，其特征是所述BC相谐振电路与BC相高频整流电路间通过BC相变压器功率匹配电路相连；所述BC相变压器功率匹配电路包括第二高频变压器(Tb)，所述第二高频变压器(Tb)的一次侧绕组的两端分别与第二谐振电感(Llb)及第二谐振电容(C3b)相连，第二高频变压器(Tb)的二次侧绕组的两端分别与BC相高频整流电路内的第十九二极管(D5b)的阳极端及第二十二极管(D6b) 的阳极端相连，第二十二极管(D6b)的阴极端与第十九二极管(D5b)的阴极端相互连接； 第十九二极管(D5b)的阴极端与第二 BC相输出电流传感器(LAb2)相连，第二高频变压器 (Tb) 二次侧绕组的中心抽头与第十九二极管(D5b)的阴极端输出B相直流正弦半波电压 UbO。
9.根据权利要求I所述的高功率因数软开关三相调功电源，其特征是所述CA相高频滤波包括第三输入滤波电感(Lic)及第三滤波电容(Cic)，CA相整流电路包括第三单相整流桥(BGlc)，所述第三滤波电容(Cic)的两端分别与第三单相整流桥(BGlc)的第一输入端、第二输入端相连；第三单相整流桥(BGlc)的第一输入端还通过第三输入滤波电感 (Lic)与C单相电源(Uc)相连，第三单相整流桥(BGlc)的第二输入端与A单相电源(Ua) 相连； 第三单相整流桥(BGlc)的第一输出端与CA相逆变电路中的第九开关管(VTlc)的漏极端及第十一开关管(VT3c)的漏极端相连，第三单相整流桥(BGlc)的第二输出端与第十开关管(VT2c)的源极端及第十二开关管(VT4c)的源极端相连；第九开关管(VTlc)的漏极端与第十开关管(VT2c)的源极端通过第五高频吸收电容(Clc)相连，第十一开关管 (VT3c)的漏极端与第十二开关管(VT4c)的源极端通过第六高频吸收电容(C2c)相连；第九开关管(VTlc)的源极端与第二十一二极管(VDlc)的阳极端、第十开关管(VT2c)的漏极端及第二十二二极管(VD2c)的阴极端相连，第二十一二极管(VDlc)的阴极端与第九开关管(VTlc)的漏极端相连，第二十二二极管(VD2c)的阳极端与第十开关管(VT2c)的源极端相连，第二十二二极管(VD2c)的阴极端与第十开关管(VT2c)的漏极端相连；第十一开关管(VT3c)的源极端与第二十三二极管(VD3c)的阳极端、第十二开关管(VT4c)的漏极端及第二十四二极管(VD4c)的阴极端相连；第二十三二极管(VD3c)的阴极端与第^ 开关管 (VT3c)的漏极端相连，第二十四二极管(VD4c)的阳极端与第十二开关管(VT4c)的源极端相连，第二十四二极管(VD4c)的阴极端与第十二开关管(VT4c)的漏极端相连，第九开关管 (VTlc)、第十开关管(VT2c)、第七开关管(VT3b)及第十二开关管(VT4c)的控制端与驱动电路的输出端相连；第二i 二极管(VDlc)的两端并联有第九结电容(CTcl),第二十二二极管(VD2c)的两端并联有第十结电容(CTc2),第二十三二极管(VD3c)的两端并联有第^ 结电容(CTc3)，第二十四二极管(VD4c)的两端并联有第十二结电容(CTc4)；第十一开关管(VT3c)的源极端及第二十三二极管(VD3c)的阳极端与CA相谐振电路内第三谐振电感(Llc)的一端相连，第三谐振电感(Llc)的另一端与CA相高频整流电路相连，CA相高频整流电路通过CA相谐振电路内的第三谐振电容(C3c)及第一 CA相输出电流传感器(LAcl)与第九开关管(VTlc)的源极端及第十开关管(VT2c)的漏极端相连。
10.根据权利要求9所述的高功率因数软开关三相调功电源，其特征是所述CA相谐振电路与CA相高频整流电路间通过CA相变压器功率匹配电路相连；所述CA相变压器功率匹配电路包括第三高频变压器(Tc)，所述第三高频变压器(Tc)的一次侧绕组的两端分别与第三谐振电感(Llc)及第三谐振电容(C3c)相连，第三高频变压器(Tc)的二次侧绕组的两端分别与CA相高频整流电路内的第二十九二极管(D5c)的阳极端及第三十极管(D6c) 的阳极端相连，第三十极管(D6c)的阴极端与第二十九二极管(D5c)的阴极端相互连接；第二十九二极管(D5c)的阴极端与第二 CA相输出电流传感器(LAc2)相连，第三高频变压器 (Tc) 二次侧绕组的中心抽头与第二十九二极管(D5c)的阴极端输出C相直流正弦半波电压 UcO。
全文摘要
本发明涉及一种高功率因数软开关三相调功电源，其包括AB相高频滤波电路；AB相高频滤波电路通过AB相整流电路、AB相逆变电路、AB相谐振电路与AB相高频整流电路相连；BC相高频滤波电路通过BC相整流电路、BC相逆变电路、BC相谐振电路与BC相高频整流电路相连；CA相高频滤波电路通过CA相整流电路、CA相逆变电路、CA相谐振电路与CA相高频整流电路输出相连；控制电路与输出电压电流检测电路的输出端、逆变电流检测电路及功率给定信号相连；控制电路通过驱动电路的输出端与AB相逆变电路、BC相逆变电路及CA相逆变电路的控制端相连；本发明输入功率因数高，逆变桥采用负载谐振移向功率控制软开关技术，减小开关损耗，提高整机效率，安全可靠。
文档编号H02M1/42GK102629834SQ201210106470
公开日2012年8月8日 申请日期2012年4月12日 优先权日2012年4月12日
发明者沈锦飞, 赵恩来 申请人:江南大学