一种具有谐波抑制功能的三相PFC电路的制作方法

本实用新型属于电力电子与电力传动技术领域，涉及一种三相PFC电路，具体是一种具有谐波抑制功能的三相PFC电路。

背景技术：

随着电力电子产品的普及，对相关产品的技术指标要求越来越高，普通的无源整流的方案由于谐波含量大、功率因数低等缺点，越来越不受大家欢迎，而带PFC(即Power Factor Correction，功率因素校正)的电力电子设备逐渐被大家接收和普及。在三相电网中，由于三相三电平PFC电路结构简单，实现容易等优点，在充电桩和通信电源以及工业电源等产品中大量应用。

图6所示的是现有技术中常用的三相三电平PFC电路，该三相三电平PFC电路一般称之三相Vienna结构。该电路主要用于输入侧电网是三相三线制的电路中。在工作时，根据控制开关Q1、Q2、Q3的导通与关断从而控制电流波形与输入电压波形一致，达到减小输入功率因数的作用。

三相三电平有两种PWM发波方式，即矢量控制PWM和普通方式PWM。矢量PWM，是解耦三相交流电的耦合因素，得出8种矢量开关状态，对拓扑进行控制，具有电感纹波电流较小，可以在相同的开关频率下获得较好的电流波形等优点，但是控制复杂，需要进行大量的计算，使用性能较高的控制芯片；普通方式PWM，是将三相视为三个独立的单相进行控制，其每相控制方法与独立的单相PFC控制相同，纹波较大，但是控制简单，硬件成本较少。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种具有谐波抑制功能的三相PFC电路，有效的减小三相三电平输入侧电流纹波。

为实现以上目的，本实用新型采用的第一个技术方案为：

一种具有谐波抑制功能的三相PFC电路，包括分别与三相交流电压SA、SB、SC连接的电感L1、L2、L3，电感L1、L2、L3的另一端分别连接由二极管D1、D2、D3、D4、D5、D6组成的桥式电路中点以及控制开关Q1、Q2、Q3的一端，二极管D1、D3、D5的负极经过电容C1、C2后与二极管D2、D4、D6的正极相连，电容C1、C2之间引出一条支路与控制开关Q1、Q2、Q3的另一端相连，电阻RL并联在电容C1、C2的两端，所述的三相交流电压SA、SB、SC分别连接电容C3、C4、C5的一端，所述电容C3、C4、C5的另一端相互连接，其连接点O3通过电容C6与电容C1或C2的任一端相连接。

进一步地，所述的连接点O3通过电容C6与电容C1、C2之间引出的支路相连接。

进一步地，所述的连接点O3通过电容C6与二极管D6的正极相连接。

进一步地，所述的连接点O3通过电容C6与二极管D5的负极相连接。

进一步地，所述的电容C3、C4、C5采用Y形接法，所述的连接点O3是其引出的中性点。

为实现以上目的，本实用新型采用的第一个技术方案为：

一种具有谐波抑制功能的三相PFC电路，包括分别与三相交流电压SA、SB、SC连接的电感L1、L2、L3，电感L1、L2、L3的另一端分别连接由二极管D1、D2、D3、D4、D5、D6组成的桥式电路中点以及控制开关Q1、Q2、Q3的一端，二极管D1、D3、D5的负极经过电容C1、C2后与二极管D2、D4、D6的正极相连，电容C1、C2之间引出一条支路与控制开关Q1、Q2、Q3的另一端相连，电阻RL并联在电容C1、C2的两端，所述的三相交流电压SA、SB、SC分别连接电容C3、C4、C5的一端，所述电容C3、C4、C5的另一端相互连接，其连接点O3与电容C1、C2之间引出的支路相连接。

进一步地，所述的连接点O3与支路之间设有二极管D7，所述二极管D7的负极与连接点O3相连接，所述二极管D7的正极与电容C1、C2之间引出的支路相连接。

进一步地，所述的电容C3、C4、C5采用Y形接法，所述的连接点O3是其引出的中性点。

本实用新型的有益效果：本实用新型电路结构简单，通过引出电容或二极管即可有效降低输入电流纹波，无复杂器件，不需要进行复杂的控制，可靠性高；同时可以有效地降低输入电流纹波，改善输入电流谐波含有率。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细描述。

图1是本实用新型实施例一的电路图。

图2是本实用新型实施例二的电路图。

图3是本实用新型实施例三的电路图。

图4是本实用新型实施例四的电路图。

图5是本实用新型实施例五的电路图。

图6是现有技术的电路图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提供了一种具有谐波抑制功能的三相PFC电路，提供以下五个实施例：

实施例一，如图1所示，一种具有谐波抑制功能的三相PFC电路，包括分别与三相交流电压SA、SB、SC连接的电感L1、L2、L3，电感L1的另一端连接由二极管D1、D2组成的桥式电路中点以及控制开关Q1的一端，电感L2的另一端连接由二极管D3、D4组成的桥式电路中点以及控制开关Q2的一端，电感L3的另一端连接由二极管D5、D6组成的桥式电路中点以及控制开关Q3的一端，二极管D1、D3、D5的负极经过电容C1、C2后与二极管D2、D4、D6的正极相连，电容C1、C2之间引出一条支路与控制开关Q1、Q2、Q3的另一端相连，电阻RL并联在电容C1、C2的两端；三相交流电压SA、SB、SC分别连接电容C3、C4、C5的一端，电容C3、C4、C5的另一端相互连接，其连接点O3引出一条旁路，直接与电容C1、C2之间引出的支路相连接。

实施例二，如图2所示，一种具有谐波抑制功能的三相PFC电路，包括分别与三相交流电压SA、SB、SC连接的电感L1、L2、L3，电感L1的另一端连接由二极管D1、D2组成的桥式电路中点以及控制开关Q1的一端，电感L2的另一端连接由二极管D3、D4组成的桥式电路中点以及控制开关Q2的一端，电感L3的另一端连接由二极管D5、D6组成的桥式电路中点以及控制开关Q3的一端，二极管D1、D3、D5的负极经过电容C1、C2后与二极管D2、D4、D6的正极相连，电容C1、C2之间引出一条支路与控制开关Q1、Q2、Q3的另一端相连，电阻RL并联在电容C1、C2的两端；三相交流电压SA、SB、SC分别连接电容C3、C4、C5的一端，电容C3、C4、C5的另一端相互连接，其连接点O3引出一条旁路，旁路包括电容C6，电容C6一端连接连接点O3，另一端连接到电容C1、C2之间引出的支路上。

实施例三，如图3所示，一种具有谐波抑制功能的三相PFC电路，包括分别与三相交流电压SA、SB、SC连接的电感L1、L2、L3，电感L1的另一端连接由二极管D1、D2组成的桥式电路中点以及控制开关Q1的一端，电感L2的另一端连接由二极管D3、D4组成的桥式电路中点以及控制开关Q2的一端，电感L3的另一端连接由二极管D5、D6组成的桥式电路中点以及控制开关Q3的一端，二极管D1、D3、D5的负极经过电容C1、C2后与二极管D2、D4、D6的正极相连，电容C1、C2之间引出一条支路与控制开关Q1、Q2、Q3的另一端相连，电阻RL并联在电容C1、C2的两端；三相交流电压SA、SB、SC分别连接电容C3、C4、C5的一端，电容C3、C4、C5的另一端相互连接，其连接点O3引出一条旁路，旁路包括电容C6，电容C6一端连接连接点O3，另一端与二极管D6的正极相连接。

实施例四，如图4所示，一种具有谐波抑制功能的三相PFC电路，包括分别与三相交流电压SA、SB、SC连接的电感L1、L2、L3，电感L1的另一端连接由二极管D1、D2组成的桥式电路中点以及控制开关Q1的一端，电感L2的另一端连接由二极管D3、D4组成的桥式电路中点以及控制开关Q2的一端，电感L3的另一端连接由二极管D5、D6组成的桥式电路中点以及控制开关Q3的一端，二极管D1、D3、D5的负极经过电容C1、C2后与二极管D2、D4、D6的正极相连，电容C1、C2之间引出一条支路与控制开关Q1、Q2、Q3的另一端相连，电阻RL并联在电容C1、C2的两端；三相交流电压SA、SB、SC分别连接电容C3、C4、C5的一端，电容C3、C4、C5的另一端相互连接，其连接点O3引出一条旁路，旁路包括电容C6，电容C6一端连接连接点O3，另一端与二极管D5的负极相连接。

实施例五，如图5所示，一种具有谐波抑制功能的三相PFC电路，包括分别与三相交流电压SA、SB、SC连接的电感L1、L2、L3，电感L1的另一端连接由二极管D1、D2组成的桥式电路中点以及控制开关Q1的一端，电感L2的另一端连接由二极管D3、D4组成的桥式电路中点以及控制开关Q2的一端，电感L3的另一端连接由二极管D5、D6组成的桥式电路中点以及控制开关Q3的一端，二极管D1、D3、D5的负极经过电容C1、C2后与二极管D2、D4、D6的正极相连，电容C1、C2之间引出一条支路与控制开关Q1、Q2、Q3的另一端相连，电阻RL并联在电容C1、C2的两端；三相交流电压SA、SB、SC分别连接电容C3、C4、C5的一端，电容C3、C4、C5的另一端相互连接，其连接点O3引出一条旁路，旁路包括二极管D7，二极管D7的负极连接连接点O3，二极管D7的正极连接到电容C1、C2之间引出的支路上。

其中，电容C3、C4、C5是主电路拓扑前段用于滤波的滤波电容，采用Y形接法，连接点O3是其引出的中性点，连接点O2是PFC母线中心点，由于电容高频阻抗较低，所以高频纹波成分通过电容构成回路，在设备内流通，不经过电网，从而减小了其对电网的影响。

下面以实施例四为例进行具体详细的说明。以A相为例，当Q1闭合时，电感L1中流过电流iAL，iAL中包含50Hz的基波成分以及开关频率附近的谐波成分：

iAL＝iAL(基波)+iAL(谐波)；

如果没有任何滤波电路，输入电流iA等于iAL，含有大量的谐波成分。引入电容构成的滤波电路后，对于基波电流来说，电容阻抗较高，基波成分会进入电网组成输入电流，对于高频谐波成分来说，电容阻抗较小，高频成分会经过Q1、C6、C3形成通路。由于C6为高频成分提供了流通路径，所以输入电流iA高频成分随之减小。经过合理的设计，选择合适参数的电容，可以将高频成分最大限度地阻挡在设备内部，使输入电流iA中谐波含量达到最小，实现减小电流谐波含有率的目的。同时，新增的电容不影响控制环路，不影响电路性能。

其他实施例的工作原理与实施例一类似。

本实用新型电路结构简单，通过引出电容或二极管即可有效降低输入电流纹波，无复杂器件，不需要进行复杂的控制，可靠性高；同时可以有效地降低输入电流纹波，改善输入电流谐波含有率。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上内容仅仅是对本实用新型结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。