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三電平三相VIENNA PFC基本原理

時間：2021-08-19 15:23:48
關(guān)鍵字： PFC    三電平   
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[導讀]三電平三相VIENNA結(jié)構(gòu)具有元件數(shù)量少、各相驅(qū)動信號不需要死區(qū)時間的優(yōu)點，廣泛應用于大功率電源的PFC中，如電動汽車充電樁，工業(yè)電源。圖1：電動汽車充電樁圖2：三電平三相VIENNAPFC電路1、基于單相PFC向三電平單相VIENNAPFC結(jié)構(gòu)的演變圖3的電路結(jié)構(gòu)為正、負半周分...


三電平三相VIENNA結(jié)構(gòu)具有元件數(shù)量少、各相驅(qū)動信號不需要死區(qū)時間的優(yōu)點，廣泛應用于大功率電源的PFC中，如電動汽車充電樁，工業(yè)電源。


圖1：電動汽車充電樁


圖2：三電平三相VIENNA PFC電路


1、基于單相PFC向三電平單相VIENNA PFC結(jié)構(gòu)的演變


圖3的電路結(jié)構(gòu)為正、負半周分別控制的單相PFC，經(jīng)常應用于在線式UPS。


圖3：正、負半周分?別控制的單相PFC


圖4：正、負半周電路各加二個單向?qū)ǘO管


圖5：正、負半周電路的電感換位


圖6：輸入電感合并


圖7：圖形調(diào)整


圖8：圖形調(diào)整


電路工作在負半周，B點左邊輸入二極管反偏，B、B1連接在一起不影響電路的工作。


電路工作在正半周，Q1導通，B、B1點均為地電位；Q1關(guān)斷，B點為高電位，B1點右邊二極管反偏，B、B1連接在一起不影響電路的工作，因此，B、B1點可以連接在一起。同樣，C、C1也可以連接在一起。


B、B1點合并，同時C、C1點合并后電路圖所圖9所示。


圖9：B、B1點合并，C、C1點合并


圖10：MOSFET合并


經(jīng)過上面的變形，就形成的基本的單相三電平VIENNA PFC。三個單相三電平VIENNA PFC組合在一起，就組成三相三電平VIENNA PFC。


2、單相三電平VIENNA PFC工作原理


單相三電平VIENNA PFC工作原理有4個模式，分析如下。


2.1、A相為正電流，ua>0


(1)、模式1：Sa開通，VF=VM，A相電流ia的方向為：
N-La-Da1-Sa-Da2-M
ia>0

uLa=ua>0


圖11：模式1


(2)、模式2：Sa 關(guān)斷，VFM=Vdc/2，A相電流ia的方向為：

N-La-Da1-Da5-C1-M
C1充電。


圖12：模式2


2.2、A相為負電流，ua<0


(3)、模式3：Sa開通，VF=VM，A相電流ia的方向為：

M-Da3-Sa-Da2-La-N
ia<0

uLa=ua<0


圖13：模式3


(4)、模式4：Sa 關(guān)斷，VFM=-Vdc/2，A相電流ia的方向為：

M-C2-Da6-Da4-La-N
C2充電


圖14：模式4


三相三電平VIENNA PFC的功率MOSFET開通和關(guān)斷波形如圖15、圖16所示，測量條件：Vac=380Vac，Vo=750V，Io=20A。


圖15：開通波形


圖16：關(guān)斷波形

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