[发明专利]多脉波整流的三相功率因数校正变换器

说明书

本申请提供一种多脉波整流的三相功率因数校正变换器，包括：自耦移相变压器，自耦移相变压器具有三组主绕线组和三组辅助绕组，三组主绕线组首尾相连的三个端点分别连接三相输入电压，三组辅助绕组分别连接在三个端点上并分别输出第一至第二组三相输出电压，其中第一组三相输出电压相对于三相输入电压滞后20°，第二组三相输出电压相对于三相输入电压超前20°；三组三相整流桥，每个三相整流桥两端耦合有高频电容，三组三相整流桥分别接收三相输入电压和自耦移相变压器输出的两组三相输出电压；三组DC‑DC变换器，三组DC‑DC变换器分别接收三组三相整流桥输出的直流电压，三组DC‑DC变换器互相均流，输出并联连接到负载。

技术领域

本发明属于三相功率因数校正变换器技术领域，更具体地涉及一种多脉波整流的三相功率因数校正变换器。

背景技术

功率因数校正变换器(PFC)是一种电源变换装置，将三相或单相交流电压转化为直流电压，同时实现较高的输入功率因数(PF)，以减小电网的无功电流以及谐波电流总量(THD)，实现用电设备对电网的友好介入。

对于三相功率因数校正变换器，一般分为有源功率因数校正和无源功率因数两大类。有源功率因数校正采用高频开关电源技术通过复杂的控制对输入电流进行调控，实现接近于1的功率因数，它具有体积小重量轻的优点，其控制电路通常采用专用的模拟芯片或DSP编程控制，对工频为50Hz的三相交流输入，无论是模拟芯片或DSP编程控制均能取得良好的效果。但对于工频为400Hz的交流输入，需要更加快速的模拟控制芯片或更优的DSP控制算法，通常很难达成THD的指标，特别是在半载或轻载的条件下THD的指标会大幅度恶化，即有源功率因数校正很难兼顾轻载和重载的THD指标。

多脉波整流技术是无源的三相功率因数校正技术，具有电路简单可靠，THD指标不随负载变化的优点，特别是在400Hz的情况下，无源器件的体积和重量要远小于50Hz的情况，在航空电源上目前仍广泛采用多脉波整流的功率因数校正技术。最常见的是采用自耦变压器的18脉波整流技术，通过自耦移相变压器产生两组不同相位的交流电，这两组三相电压的线电压分别移相-20°和+20°，再通过二极管整流桥将这两组移相后的交流电与原本输入的交流电进行整流，获得直流输出。由于每组交流电整流后有6个波头，三组交流电整流后共18个波头，因此这种整流电路被称为18脉波整流电路。在整流器的输入端由于电流移相叠加的缘故，输入电流呈现出接近正弦波的波形，从而实现了功率因数校正。

但是18脉波整流的体积和重量仍然高于有源功率因数电路，移相变压器的体积和重量占了很大比重，随着对航空电源的要求越来越高，减重的压力越来越大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多脉波整流的三相功率因数校正变换器，解决18脉波整流中移相整流变压器的体积和重量问题。

本申请的一个实施例中提供一种多脉波整流的三相功率因数校正变换器，包括：

自耦移相变压器，所述自耦移相变压器具有三组主绕线组和三组辅助绕组，所述三组主绕线组首尾相连的三个端点分别连接三相输入电压，所述三组辅助绕组分别连接在所述三个端点上并分别输出第一和第二组三相输出电压，其中第一组三相输出电压的相电压相对于所述三相输入电压滞后20°，第二组三相输出电压的相电压相对于所述三相输入电压超前20°；

三组三相整流桥，所述三组三相整流桥分别接收所述三相输入电压以及所述自耦移相变压器输出的第一和第二三相输出电压；和

三组DC-DC变换器，所述三组DC-DC变换器分别接收所述三组三相整流桥输出的直流电压，所述三组DC-DC变换器互相均流，并且所述三组DC-DC变换器的输出并联连接到负载。

可选的，所述三组DC-DC变换器通过一组均流总线耦合到所述负载，使得DC-DC变换器的输出电流相等。

可选的，每组所述三相整流桥的两端耦合有高频电容。