三電平三相VIENNA PFC基本原理

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(yīng)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(yīng)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(dǎo)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