三相CCM Buck整流器
傳統(tǒng)的三相Buck整流器的主電路如圖1所示。其中6個開關(guān)組合成全橋整流電路,此電路與三相CCM Boost整流器電路不同的是,每個開關(guān)都串聯(lián)了一個二極管,以阻止加在橋臂上的反向電壓作用。全橋開關(guān)的輸出端并聯(lián)了一個續(xù)流二極管。Boost整流器的電感有三個分別串聯(lián)在輸人端,而Buck整流器的電感只有一個,串聯(lián)在輸出端。輸出端的電感值很大,可以近似地等效成為電流源IL、IL為輸出(濾波)電感的電流。
三相Buck整流器的工作原理如下:
假設(shè)ωt位于[0,30°]區(qū)間內(nèi),這時有
ua>0>ub>uc
要想得到PF=1,則平均輸人相電流應(yīng)滿足類似關(guān)系
i>0>ib>ic
a相電壓為正,開關(guān)Sap控制a相電流,使ia>0。開關(guān)SON、Scn分別控制b相和c相電流,使ib<0,ic<0。三相電流中ia最大,Sap可以在[0,30°]范圍內(nèi)導(dǎo)通,而Sbn、Scn將交替通/斷,能量從輸入端傳遞到輸出端。Sbn導(dǎo)通時,ia=IL,ib=—IL,。若Scn導(dǎo)通,ia=IL,ic=—ILo當(dāng)Sbn,Scn關(guān)斷時,IL通過續(xù)流二極管續(xù)流,輸入端不再向輸出端傳送能量。用這種控制方法,可能使某一相的兩個開關(guān)管將同時導(dǎo)通。例如,當(dāng)Sbn導(dǎo)通時,Sbp的門極信號可能同時也為“on”,但由于串聯(lián)二極管的反偏置,Sbp中沒有電流流過。
由于采用的是高頻PWM控制開關(guān),所以三相Buck整流器的平均輸人相電流可以和輸人正弦電壓波形相同。輸人電流的基波分量直接由占空比控制,所以和Boost整流器相比,三相COM Buck整流器的控制更簡單,無須另加電流控制器。它的另外一個優(yōu)點是,啟動時的浪涌電流容易用占空比控制。它的輸出電壓較低、控制、保護(hù)簡單也是它的優(yōu)點之一。但是三相Buck整流橋的每一個開關(guān)都串聯(lián)了一個二極管,和Boost整流器相比,器件的耐電流量要求更高,導(dǎo)通損耗也更大,所以三相Buck整流器的效率一般比較低。在三相整流橋的輸出端并聯(lián)的續(xù)流二極管,可以減小導(dǎo)通損耗。由于輸入電流是不連續(xù)的,所以相應(yīng)的輸人濾波器也比較大。
每的電流都有三個電流值,以a相為例:
開關(guān)狀態(tài)Sap(on)San(on) Sap、San(on或off)
ia IL -IL 0
若某相的占空比與相電壓成正比,則該相的平均輸人電流與輸人電壓的波形相同,從而使PF=1o為了避免輸出濾波電感過大,最大輸出電壓Uo應(yīng)小于1.5 Um。
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