[发明专利]具有功率因数校正功能的三相整流降压电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种整流电路，尤其是涉及一种具有功率因数校正功能的三相整流降压电路。

背景技术

当前大功率的整流器一般采用降压型6脉可控硅相控整流技术，其原理是通过控制三相的整流可控桥的导通角来控制输出直流电压的大小，其缺点是此控制方法必然对输入波形进行切割，即破坏了输入波形，从技术指标上其输入功率因数较低（一般为0.75以下），输入电流谐波较大（一般大于45%），特别是当输入电压较高，而输出电压较低时，其指标会更差，这样与一般行业规范的技术指标要求（＞0.95和＜15%）不符；较大的输入电流谐波和过低的功率因数会对电网形成污染、干扰，造成较大的无功损耗，因此往往需要在三相交流输入端加装无功补偿装置，这样不仅增加工程造价预算，而且增加使用面积。鉴于以上的问题，有必要对该控制技术方法进行优化。

中国专利CN102291036A公开一种电力电子技术领域的交流推挽变换-全桥整流的降压电路，包括高频变换电路和阻抗变换电路，高频变换电路的输出端与阻抗变换电路的输入端相连，所述高频变换电路包括依次级联的滤波电路、初级与次级带中心抽头的变压器、第一和第二推挽电路；阻抗变换电路为输出端并联滤波电容的全控型桥式整流电路，桥的两个桥臂的中点分别连接第二推挽电路的两个交流输出端，整流桥的输出端输出直流电压。

中国专利CN201774468U公开一种用电感滤波的电容降压电路，先用电容C1降压经整流电路整流，再经滤波电容C2滤波成直流电，此直流电先经由滤波电感L串联到浪涌吸收电路吸收浪涌电流，再接到负载。

发明内容

本发明的目的是提供一种可减小对电网的污染、干扰并具有降低无功损耗等优点的具有功率因数校正功能的三相整流降压电路。

本发明设有主功率拓扑电路、隔离放大驱动电路、控制信号源、整流控制电路和电源；

所述主功率拓扑电路设有市电三相输入电压开关、三相输入电抗、三相整流桥、滤波电容和降压变换电路；所述市电三相输入电压开关外接市电三相输入电压，市电三相输入电压开关、三相输入电抗、三相整流桥和滤波电容依次连接，滤波电容的6脉波直流电压输出端接降压变换电路的输入端，降压变换电路输出端输出直流电压为负载供电；

所述整流控制电路设有功率因数校正器控制电路、充电电流控制电路、整流前级6脉电压取样电路、整流器输出电压取样电路和整流器输出电压微调控制电路；

所述隔离放大驱动电路的输入端接功率因数校正器控制电路的输出端，所述隔离放大驱动电路的输出端接降压变换电路的驱动电压输入端；

所述控制信号源的输入端接整流器输出电压取样电路的取样信号输出端，控制信号源的输出端口分别与充电电流控制电路的控制信号输入端和整流器输出电压微调控制电路的控制信号输入端；

所述功率因数校正器控制电路的取样信号输入端接降压变换电路的电流采样信号输出端，功率因数校正器控制电路的驱动脉宽输出端接隔离放大驱动电路的输入端，功率因数校正器控制电路的整流前级6脉电压输入端接整流前级6脉电压取样电路的输出端，功率因数校正器控制电路的整流器输出电压输入端接整流器输出电压取样电路的输出端，整流器输出电压取样电路的整流器输出电压微调控制信号输入端接整流器输出电压微调控制电路的整流器输出电压微调控制信号输出端；充电电流控制电路的充电电流控制信号输出端接功率因数校正器控制电路的充电电流控制电路输入端；

所述电源为主功率拓扑电路、隔离放大驱动电路、控制信号源、整流控制电路供电。

所述降压变换电路可设有调整管、电抗器、续流二极管、滤波电容和电流传感器，所述调整管、电抗器、续流二极管、滤波电容和电流传感器依次连接，调整管的输入端接滤波电容的6脉波直流电压输出端；所述调整管采用单管绝缘栅双极型晶体管（IGBT）或场效应管（MOSFET）。

所述整流控制电路可采用带功率因数校正6脉单管绝缘栅双极型晶体管整流控制电路。

本发明在整流控制电路的作用下，使降压变换电路输出电流对三相不控整流后的6脉电压波形进行跟踪，从而使整流后的电流波形和电压波形基本一致，相当于三相交流输入电压经整流桥后直接带阻性负载。这样的控制结果会使输入功率因数接近于0.958。单管IGBT也可以是MOS管。通过对输入变压器工艺控制，调整变压器输出之间彼此的相位角度，该控制方法还可以组合成12、18脉波等的整流控制，从而得到更优的技术指标。

与已有的技术相比较，本发明具有以下优点：