三相雙開關(guān)PFC電路分析及在CCM模式下的控制策略
1 三相雙開關(guān)PFC電路CCM下的工作原理
1.1 主電路結(jié)構(gòu)
電路將三相交流電的中性線與2個串聯(lián)開關(guān)管S1,S2的中點(diǎn)以及2個串聯(lián)電容C1,C2的中點(diǎn)相連接,構(gòu)成三電平(正、負(fù)電壓和零電壓)結(jié)構(gòu),2個串聯(lián)電容分別并聯(lián)平衡電阻R1,R2,使上、下半橋作用于電容C1,C2的輸出電壓相等。電路結(jié)構(gòu)如圖1所示。 本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/180657.htm
由于中性線的存在,上下半橋相互獨(dú)立,形成部分解耦的基礎(chǔ),并且開關(guān)器件承受的電壓只有輸出電壓的1/2,降低了對開關(guān)管的選型要求。在此基礎(chǔ)上提出一些新的雙開關(guān)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),但結(jié)構(gòu)復(fù)雜,難以控制。
1.2 過程分析
由上述分析,上、下半橋可作為獨(dú)立結(jié)構(gòu)分析。以上半橋?yàn)槔?,等效電路圖如圖2所示。
由三相電壓的對稱特性,每2π/3的區(qū)間里,只有一相正相電壓最大,如果能使每相的瞬時電流在2π/3的區(qū)間里跟蹤其最大相電壓,即可實(shí)現(xiàn)最大程度的電流校正。根據(jù)這樣的思路,現(xiàn)分析[π/6~5π/6]中a相電流的變化,因?yàn)檫@段區(qū)間Ua最大,可分3個階段分析。
第1階段[π/6~π/3],Ua>Uc>O,在t0時刻開通S1,a相和c相電感同時充電,導(dǎo)通時間ton,這段時間的等效電路如圖3所示。由于開關(guān)器件載波頻率遠(yuǎn)大于工頻,因此對于S1開關(guān)周期電路分析可將三相電源等效為對應(yīng)的直流電壓源?;诖思僭O(shè)可知,載波頻率越高,電流波形越接近推理結(jié)果。此時的a相電流參見式(1):
式中:ILc(t0)為c相電流初值。在t1時刻關(guān)斷S1,電壓源和儲能電感共同向負(fù)載提供能量,電感電流下降,由于Uc較小,iLc的下降率更大。該段時間的等效電路如圖4所示。此時a相的電感電流參見式(3):
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