基于单周控制的三相VIENNA的PFC电路研究报告及设计

-论文题目：基于单周控制的三相 VIENNA PFC电路研究与设计专 业：电力电子与电力传动硕 士 生： 伟指导教师： 刚(签 名)(签 名)摘 要由电力电子装置产生的大量谐波注入公共电网，不仅影响了供电质量、增加网损，而且严重时还可能造成设备工作异常，甚至损坏。使用功率因数校正 (Power FactorCorrection，PFC)技术把谐波污染控制在较小的围已是当务之急。三相 PFC 技术在解决电力公害方面起着十分重要的作用，已成为近年来研究的热点。本文概述了三相高功率因数整流器主电路拓扑构造的研究现状。总结了目前常用的三相有源功率因数校正拓扑和控制技术的种类及优缺点。在此根底上对单周控制的三相VIENNA构造功率因数校正进展了研究。首先对单周控制原理进展了研究，讨论了单周控制的根本原理及特点，以单周控制的 Buck 电路为例对其控制性能进展分析。其次分析了三相三开关三电平(VIENNA)拓扑的工作过程并对该拓扑进展了数学建模。根据以上原理，将单周控制应用于 VIENNA 构造 PFC 电路中，并将控制方案选为以电源管理芯片 IR1150S为核心的三积分方案。最后探讨了一台 2kW的单周控制的三相 VIENNA高功率因数整流器的设计过程，其中包括开关管、整流管、输出滤波电容等元器件参数的计算、设定及选型等工作，着重给出了输入电感和驱动变压器等磁性元件的选择依据和设计方法。该控制实现了无需乘法器和输入电压检测装置，并实现恒频的直接电流控制，控制简单，功率开关管少。对样机进展了实验验证，实验结果验证了该电路及控制方式的合理性和可行性，该样机输入电流能够很好的跟踪输入电压，输入功率因数较高，根本在 0.96以上。说明了该电路具有较强的实用性和优越性。关 键 词：功率因数校正；单周控制；三相 PFC；VIENNA整流器研究类型：应用研究Subject :Research and Design on Circuit of Three Phase VIENNA PFC Based on One-cycle Control Specialty :Power electronic&Power drives Name : Li Wei (Signature)(Signature)Instructorl: Zhang Gang ABSTRACT With the increasing number of various electrical equipments, low power factor andharmonic pollution has bee more and more serious. A large number of harmonics injectedinto the public grid generated by power electronic devices is affect the quality of power supply,an increase of the loss of grid, seriously, may also cause the device no working even damaged.Use of Power Factor Correction (PFC) technology to limit the harmonic pollution in thesmaller range is a priority. The three-phase PFC technology plays a very important role inaddressing the electricity nuisance, and has bee a hot research in recent years.This paper introduces the status of the three-phase high power factor rectifier circuittopology, and summarizes the monly used three-phase active power factor correctiontopology and control technology types and characteristics. Based on one-cycle control ofthree-phase power factor correction VIENNA structure are studied. The principle of one cyclecontrol was discussed the basic principles and characteristics, then buck circuit as an e*ampleof its control performance is analyzed. The mathematical model of VIENNA is established.According to the above principle, this paper describes one cycle control for VIENNA structurePFC circuit. The power management chip IR1150S is selected as the core of the threeintegration scheme in the control scheme. Designed a 2kW of three-phase VIENNA rectifierbased on one-cycle control with high power factor, including the device parameter calculation,setting and selection, especially give the input inductor and a driving transformer magneticelement design method. This control method which does not need a multiplier and an inputvoltage detection device can achieve, and has the constant direct current control. The control issimple and has less power switch tube.The prototype was verified by the e*periment, e*perimental results prove that the circuitand the control mode is correct and feasible, the input current can track the input voltage well,the input power factor is higher, basically in 0.96 above. It shows that the circuit has strongpracticability and superiority.Keywords: APFC One Cycle Control Three-phase PFC VIENNA RectifierThesis : Application Research目录目录1 绪论 .11.1 课题的背景及研究的意义 .11.1.1 课题的研究背景.11.1.2 本课题研究的意义.41.2 本课题的国外研究动态及开展趋势.51.2.1 三相 PFC的研究动态.51.2.2 三相 PFC的开展趋势.81.3 本课题研究容与研究目标 .92 三相 PFC电路组成及原理.102.1 谐波与功率因数的概述.102.1.1 谐涉及功率因数的定义 .102.1.2 功率因数校正技术的分类.132.2 PFC技术的根本原理.142.3 三相 PFC常用主拓扑.152.3.1 三相 PFC常用主拓扑比较.152.3.2 三相 PFC主电路的选择 .212.4 三相 PFC电路的控制方法.212.4.1 不连续导电(DCM)控制模式.222.4.2 连续导电(CCM)控制模式.222.4.3 三相 PFC控制方法的选择.242.5 本章小结.243 单周控制的三相 VIENNA PFC电路分析.253.1 单周控制原理 .253.1.1 单周控制技术的根本原理.253.1.2 单周控制原理扩展.273.1.3 固定开关频率的单周控制.283.1.4 断续模式下单周控制 .293.1.5 单周控制电路中的开关误差自动补偿 .303.1.6 单周控制 PFC原理.313.2 三相 VIENNA构造 PFC电路的原理.323.2.1 三相 VIENNA构造 PFC工作过程.32I目录3.2.2 三相 VIENNA构造 PFC电路的数学模型 .343.3 单周控制的三相 VIENNA PFC电路.363.4 本章小结.384 单周控制的三相 VIENNA PFC电路设计.394.1 主电路设计.394.1.1 输入电感设计.394.1.2 主开关器件设计.414.1.3 功率二极管设计.424.1.4 输出滤波电容设计.424.2 控制电路及驱动电路设计 .434.2.1 开关频率的设计.464.2.2 软启动电路设计.474.2.3 采样电路设计.474.2.4 驱动电路设计.504.3 本章小结.525 三相 VIENNA PFC电路实例及实验结果.535.1 技术指标.535.2 样机电路的设计.535.2.1 根本参数计算.535.2.2 输入电感参数计算.535.2.3 主电路各元器件的选型 .545.2.4 控制电路设计.565.3 实验结果及分析.585.4 本章小结.616 结论 .626.1 总结.626.2 展望.63致 .64参考文献.65附录 A 攻读硕士学位期间参与的科研工程 .68附录 B 基于单周控制的三相 VIENNA构造 PFC设计电路图 .69II1 绪论1 绪论1.1 课题的背景及研究的意义1.1.1 课题的研究背景随着现代科学技术的开展，人们对电力电子装置的使用越来越多，相应的给公共电网带来的谐波污染也越来越严重，这样不但严重影响电网的供电质量，增加网损，而且严重时还有可能导致电力设备不能正常运行，甚至损坏。除此之外，由于许多电力电子设备功率因数非常低，会给电网产生额外负担。因此，在国外，功率因数校正(PowerFactor Correction，PFC)技术已经成为电力电子技术领域研究的一个前沿方向，为消除电力电子装置的谐波污染，提高其功率因数，开辟了一条新的途径。整流装置在各种电力电子设备中占有很大的比例。当前，经常用到的整流电路几乎1都采用传统的 AC/DC变换器 ，如由晶闸管构成的半控整流电路、二极管构成的不可控整流电路等非线性电路，其中又以单相和三相桥式整流电路居多。但传统的 AC/DC 变换器存在网侧功率因数低，电网损耗大，效率低以及对电网造成严重的谐波“污染等23缺点 。传统 AC/DC变换器输入电流谐波如图 1.1所示 。幅值%100806040200基波3次5次7次050 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850 900 950 1000 频率 Hz图 1.1 传统 AC/DC变换器输入电流的谐波由于 AC/DC 变换器的功率因数低、谐波含量高，所以给电网以及其它用电装置的4-5正常运行带来了许多不必要的麻烦，甚至造成很大的危害 ：1谐波电流的“二次效应对电网造成污染，在线路阻抗上产生的谐波压降会使电网电压波形发生失真，影响电网质量；2过大的谐波电流会引起供电线路故障，从而损坏用电设备；1科技大学硕士学位论文3谐波电流会使三相四线制供电系统中线电流增加，致使中线超负荷，有可能引起火灾，损坏电气设备，造成重大经济损失；4谐波会对通信线路和雷达设备造成干扰，谐波噪声会对周围的通信系统产生很大的干扰，严重时会使通信系统无常工作；5谐波会引起同一系统中的继电保护装置的误动作，会使常规测量仪表产生谐波误差。因此，解决电力电子装置的谐波污染问题已十分紧要，而功率因数校正技术在电力电子装置中的应用不仅可以有效地降低高次谐波对电网的污染，使用电装置的输入功率因数、用电效率提高而且还可以缓解我国能源短缺的问题。所以，对 PFC技术的深入研究是十分必要的。国际电工委员会(International Eectrotechnical mission，IEC)在 1982年制定了谐波标准 IEC555-2，它是涉及谐波电流限制的第一个规。在 1992 年 IEC 对谐波标准IEC555-2 进展了修正，在此根底上，于 1998 年还制定了IEC1000-3-2、IEC1000-3-4、IEC61000-3-2、IEC61000-3-3 等标准。随后，EN61000-3-2 和 EN61000-3-3 等标准也相6继公布。表 1.1所列为 IEC61000-3-2标准对 A类设备电网谐波电流的规定限制 。表 1.1 IEC 61000-3-2标准对 A类设备谐波电流的要求谐波次数 n最大允许谐波电流值(A)352.301.14奇次70.7790.4011130.330.2115390.15*15/n21.080.43偶次460.308200.23*8/n我国也在 1990年至 1995年分别公布了电能质量、谐波方面的国家标准?电能质量公用电网谐波?(GB/T14549-93)、?电能质量电压波动和闪变?(GB12326-2000)、?电能质量三相电压允许不平衡度? (GB/T15543-1995)、?电能质量电力系统频率允许偏差?(GB/T15945-1995)和?电能质量供电电压允许偏差?(GB12325-90)，并且还实行了强制性认证。21 绪论由于整流器存在着谐波大、功率因数低等缺点，针对这些缺点，学者们研究了很多7改善措施。其中最具代表性的有两种方法 ：一、被动方法，即通过采用无源或有源电力滤波电路来旁路或消除谐波的方法来对电网谐波实施谐波补偿；二、主动方法，即对电力电子设备自身进展改进，其工作原理为：通过设计新一代的前置有源整流器，即将有源功率因数校正(下面简称功率因数校正)技术应用于整流器部的方法对整流器进展改善，使其谐波减少，输入电流、电压同步，实现功率因数高、谐波含量低的整流。相比被动的对电网谐波补偿的方法，解决谐波问题的积极方法是去除或降低电力电子装置产生的谐波污染。传统的无源 PFC电路采用 LC滤波器增大整流桥导通角来补偿谐波和无功功率，从8-9而降低了电流谐波、提高了功率因数 。由于无源功率因数校正技术中使用的电感、电容、二极管等无源器件价格相对较低，所以可降低开关电源的本钱。相比有源功率因数校正技术，虽然使用无源功率因数校正技术的功率因数不高，但仍可以使功率因数到达0.7至 0.8，输入电流的谐波含量稳定在 40%以下。因此，在中、小容量的电子装置中仍广泛应用这种技术。但这种技术还存在着一些缺乏，诸如：一、容易与系统产生并联谐振，使谐波电流放大，进而导致 LC 滤波器过载甚至损坏；二、只能对设定频率的谐波进展补偿，补偿效果不是非常理想；三、波峰系数高、谐波含量大；四、滤波器体积及重量比较大。有源电力滤波器是一种用于动态抑制谐波、补偿无功的新型电力电子装置，它能对大小和频率都变化的谐波以及变化的无功进展补偿，其应用可抑制 LC 滤波器等传统的10谐波抑制和无功补偿方法的缺点 。有源电力滤波器的根本原理为通过检测补偿对象的电压和电流，由指令电流运算电路算出补偿电流的指令信号，该信号经补偿电流发生电路得到补偿电流，该电流与负载电流中要补偿的谐涉及无功抵消，最终得到期望的电源11电流 。其优点是体积小、重量轻、功率因数接近 1、反响动作迅速、滤除谐波可到达95%以上、补偿无功细致。缺点是价格高、容量小，在实际中，很困难产生与系统匹配的补偿电流。然而，相比设置补偿装置来补偿谐波和无功功率，改进变换器本身性能的方法是一种更积极、主动的方法，也是近几年研究的主要方向。功率因数校正的目的是迫使输入电流为正弦波且与输入电压同步，解决输入电流畸变问题。单相功率因数校正技术目前在电路拓扑和控制技术方面的开展都比较成熟，并且市场上已经推出了一系列专门用于单相功率因数校正的控制芯片，主要应用于小容量系统。与单相整流器相比，传统的三相整流器的功率等级更大，对电网的污染也更大。因此三相PFC技术在解决电力公害方面起着十分重要的作用，三相 PFC技术成为近年来12-14研究的热点 。因为三相PFC电路具有对称性，所以对于功率系统，一般采用三相PFC技术。由于三相PFC电路构造、工作机理和控制都比较复杂，所以目前仍处于发展阶段。3科技大学硕士学位论文1.1.2 本课题研究的意义作为一门新开展起来的电源技术，PFC在开关电源领域的重要作用已经得到了大家15的广泛认可，提高开关电源功率因数已成为现代电力电子领域一个重要的研究方向 。提高开关电源的功率因数，开发出功率因数较高的变换器不仅能够节省更多的能源、提高电网供电质量还能保证电力系统运行的平安性和稳定性。为了限制谐波污染对电网及其他用电设备的危害，国际上己经制定出了各种相关的标准和规定，如 MIL-STD-1399.BELLCORE001089，IEC555-2，IEEE519 等，从 1994年开场 IEC555-2标准在欧盟国家得到全面的实施，所有与该标准不相符的用电设备一律制止在欧洲销售。而 PFC技术在提高功率因数，减少谐波污染方面有着显著的作用，所以成为学者们研究的一个必然趋势。PFC技术不仅可以提高用电装置的功率因数和效率，降低开关电源的整机本钱，而且还可以提高供电系统的可靠性，大大提高了产品的竞争力。采取 PFC措施后，电源的输入电压围扩大，能适应世界各国不同的电网电压，大大提高开关电源的可靠性和灵活性。可以提高电网设备的平安性，在三相四线制电路中，采取 PFC措施后，减小了谐波电流分量，从而减小了中线电流(理论上为零)，可有效提高供电系统的可靠性。能源与环境已成为当前全球最为关注的问题，能源是经济的根底，而环境是制约经济开展的重要因素。节能降耗，减少对石油资源的依赖，已成为我国经济持续开展迫切需要解决的问题。电动汽车的推广使用将大大缓解能源危机和环境污染。电动汽车充电电源则是电动汽车和新能源汽车的示推广主要环节之一，必须与电动汽车其他领域实现共同协调开展。应用于电动汽车充电的高效高功率因数开关电源研究，将对研究大规模电动汽车充电技术及电动汽车行业的开展具有十分重要的意义。高效高功率因数开关电源的推广应用，不仅节省了原材料、降低了能耗，且有助于用电设备向着轻、薄、小方向开展。这种功率因数高、电网侧电流谐波较小、装置体积小、输出纹波小、动态性能好、变换率较高的开关电源将有利于电动汽车行业的开展，同时对实现中国汽车工业可持续开展也起到了十分重要的作用。VIENNA 整流器作为一种新型的三相三电平 AC/DC 变换器，与传统的用于大功率的三相全桥整流器相比，有其独特的优点，具有一定的优势，三电平特性使开关管上的电压应力只有输出电压的一半，在大功率的应用场合下选择开关管比较容易，输出电压纹波小、输入滤波器体积小。最主要的优势是功率开关管少，控制简单，功率因数高。采用基于单周控制技术的开关变换器电路构造简单，能在每个开关周期抑制输入电压波动并且平均电流能快速跟踪控制参考量，不受负载电流的约束，即使负载电流有很大的谐波也不会使输入电流发生畸变。因此，单周控制的三相 VIENNA PFC技术的研究不仅41 绪论节省了变换器的原材料、降低了能耗，且有助于用电设备向着轻、薄、小方向开展。PFC技术仍是学者们研究的热点之一，尤其是在我国，对于该技术的研究还不是很成熟，所以，对这项课题的研究意义重大。可以预见，该工程的研究成果无论在工业生产中，还是在电动汽车的广泛推广方面，都具有十分良好的应用前景。1.2 本课题的国外研究动态及开展趋势1.2.1 三相 PFC 的研究动态从 20世纪 80年代开场功率因数校正技术引起了国外学者的广泛重视，进展了专题研究并取得了大量成果，功率因数校正技术成为电力电子领域的研究热点。由于工作在高频开关状态下，APFC 技术具有体积小、重量轻、效率高、功率因数可接近 1 等优点。这一时期是这项技术开展的初级阶段，期间提出的一些根本技术是 APFC技术的基础。各国学者从电路拓扑、控制策略、建模分析等角度进展了深入的研究。80 年代后期，Doc.S.D.Freeland 首先提出了利用不连续导电模式(DCM)进展功率因数校正的概念，有人称之为自动功率因数校正技术。 K.H.Liu 首先应用“电压跟随器16(Voltage Follower)这个词来描述这一类有源功率因数校正技术 。因此，DCM控制模式又称为电压跟踪方法。DCM的控制有恒频、变频、等面积等多种控制方式。DCM虽然控制简单，但因为电路中器件承受开关应力较大，所以使其应用围受到了限制。随后有人提出了连续导电模式(CCM)。CCM模式可以分为直接电流控制和间接电流控制两种控制方式。其中直接电流控制又包括峰值电流控制(PCMC)、滞环电流控制(HCC)、平均电流控制(ACMC)、预测瞬态电流控制(PICC)、线性峰值电流控制(LPCM)、非线性载波控制(NLC)等控制方式。间接电流控制方式是通过控制整流桥输入端电压的方式来间接控制电流的。CCM 控制 PFC 电路大多是以平均电流控制模式为根底而架构的，这种控制在对系统性能指标及快速性有较高要求的大功率领域得到了广泛的应用，但 ACMC模式下的电流控制需要对输入电压、输入电流以及输出电压进展检测，其拓扑构造复杂，由于 PFC控制 IC 嵌有乘法器，所以引脚较多，本钱高。因此，不带乘法器的简化控制成为 PFC研究的热点之一。近年来，PFC电路控制方式还出现了预测电流控制、无差拍控制、滑模变构造控制、占空比控制，状态反响控制(极点配置)，二次型最优控制，非线性状态反响，模糊控制，神经网络控制等。但由于这些控制方法还不够成熟，所以仍有许多地方还需要改进。为了满足大功率电子装置的工作要求，近些年一些学者提出了多电平变换器以及各种简单拓扑的串、并联等构造，对于这些电路，除了采用现有的控制策略外，还提出了更有针对性的控制技术，如单周期控制技术。90年代初期，美国学者 Smedley和 Cuk教授提出了不需要乘法器的新颖控制方法，5科技大学硕士学位论文即单周期控制(One Cycle Control)方法。单周期控制理论最初应用于 DC/DC Buck变换器17-192021-23的控制中 ，然后逐步被应用到开关功率放大器 、有源电力滤波器 、功率因数24校正器 等电力电子系统的控制领域中。单周期控制(积分复位控制)是一种非线性控制，同时具有调制和控制的双重性。这控制方法去掉了传统控制方法中的乘法器，使整个控制电路的复杂程度降低，优化了系统响应、减小了畸变并且抑制了电源干扰，具有反响快、开关频率恒定、鲁棒性强、易于实现、抗电源干扰、控制电路简单等优点，是一种很有开展前景的控制方法，而且国外已经推出基于该控制方法的专用集成控制芯片，如IR1150S、ICE1PCS01等。单周控制在 DC/DC变换器中已经得到充分的研究，作为一种25-26调制方式，近年来得到了广泛的关注。该技术在 PFC方面也有了广泛的应用 。自 20世纪 90年代以来，相关技术人员相继提出了一些用于 PFC的新型拓扑构造、软开关技术和新的控制方法。经过这一开展阶段，APFC 技术取得了长足的开展，单相APFC 技术已根本趋于成熟，并广泛应用于各类开关电源等诸多电力电子装置中。同时三相 APFC技术也逐渐受到广泛关注，并被广泛研究，但由于三相 APFC电路工作原理比较复杂、控制技术难度较大，所以目前对于该项技术的研究还不是很成熟。虽然单相 APFC技术已根本趋于成熟，但并不意味着单相 APFC已经成熟到没有研究价值的程度，要实现提高单相 APFC电路的效率、提高功率因数密度、降低本钱，优化控制效果等目标还需要进一步技术创新。与单相 APFC相比，三相 APFC电路输入功率更高，一般功率可到达几十千瓦以上。虽然单相输入功率包含两倍工频交变分量，但在三相平衡装置中，三相输入功率脉动部分的总量为零，并且输入功率是一个恒定值。三相 PFC电路的缺点是存在三相耦合问题。在单相不可控整流电路中，当负载等效为一个电阻时，则输入功率因数为 1；在三相不可控整流电路中，即使负载等效为一个电阻时，也不能获得令人满意的功率因数。因为在三相不可控整流电路中，三相电压通过 AC/DC 的不控整流桥相互耦合，不可能同时兼顾三相输入电流而使得任何一相输入电流都能独立控制成为正弦波。要使得三相输入电流都为正弦波，就必须对三相输入电压进展解耦。国际上对三相 APFC技术研究较早，在 1989年的 PESC(电力电子专家会议)上，加拿大的 A.R.Prasad首先提出三相单开关 APFC整流电路。有人认为这是 PFC技术应用于三相不可控整流电路的重要里程碑。由于只有一个开关器件，因此构造简单、本钱低、控制方便，具有良好的应用前景。迄今为止，三相单开关 PFC技术研究容主要集中在27-28以下几个方面 ：1仿真分析，根据三相单开关变换器的特点，建立起简化模型，进展系统仿真研究，通过仿真分析系统工作原理和各种参量对系统性能的影响。2建模分析，对三相单开关变换器建立系统模型，并在此根底上应用控制理论设计控制器，进而研究系统的动态、静态特性以及各种参数对系统的影响。61 绪论3控制方法的研究，引入新型的控制策略，改善电路性能，提高系统的抗干扰性。4软开关技术的应用，为了降低功率开关管的开关损耗，通过软开关技术可以提高开关频率和变换器的转换效率，减少 EMI。20世纪 90年代后期，由奥地利维也纳大学的学者 提出三相三开关三电平(VIENNA)拓扑，电路拓扑如图 1.2所示，因所需开关器件少，且每个功率器件所承受的最大电压为输出电压的一半，而很具吸引力。与 2.2 节介绍的三相六开关全桥构造比较有如下优点：VIENNA构造比六开关全桥简单，本钱低；如果两者能量都是单相流动，D1 D2 D3C1LaLbLcVaVbVcSaSbScRLONC2D4 D5 D6图 1.2 三相三开关三电平 PFC电路VIENNA构造比六开关全桥的效率高，交流侧的滤波器尺寸比六开关全桥小，性能更好；在纹波一定的情况下，VIENNA构造输入电感的值比六开关全桥的小。VIENNA的不足之处是能量只能单向流动。比较结果说明，用于中等功率场合时，VIENNA拓扑是一29种很有开展前景的拓扑 。考虑到 VIENNA构造的上述特点，决定采用该构造实现本课题的设计目标。国关于三相 APFC技术的研究起步较晚，最早出现的文献是在 20世纪 90年代中期，随后三相 APFC技术迅速引起人们的广泛关注，各种有关三相 APFC技术的研究方面的论文频频发表，并且取得了很多成果。到目前为止，在国三相PFC技术的研究方兴未艾，主要的研究工作和成果主要包括：仿真分析、建模分析、控制方法研究、控制电路改进研究、三相软开关PWM整流器研究等方面。对控制技术的研究主要集中在以下几个方面：电流型控制、多环控制、电20荷控制、单周控制、DSP控制及相应专用集成控制芯片的研制 。文献2324成功地将单周控制理论应用于有源电力滤波器的控制中，首次提出并实现了有源电力滤波器得通用常频积分复制控制 (Unified Constant-Frequency IntegratedReset Control 简记UCIR)新方法。在国，大学、燕山大学和西北工业大学均有从事单周控制APFC课题研究。大学学者提出了一种全新的三相高效率 Boost型PFC的拓扑构造，通过对流过主开关的电流进展分流，使流过主开关的电流大大减小，因而它7科技大学硕士学位论文工作在很高的频率也不至于引起大的开关损耗，功率因数校正的效果很好，目前已经通过了实验样机的调试。燕山大学在该研究课题上得到了省自然科学基金的资助，该校主要研究的是单周控制的单相功率因数校正技术，现在己经完成了200W的单相Boost功率因数校正器的实验样机的研制与调试。西北工业大学研究的新颖单相高功率因数校30正器，完成了500W样机的研制 。1.2.2 三相 PFC 的开展趋势目前，PFC 技术的开展主要有两个方向：一个是单相 PFC 技术，包括两级 PFC 技术和单级 PFC 技术。主要应用在小功率场合，由于两级 PFC 要对电能进展两次变换，所以与单级 PFC技术相比，其本钱较高、效率相对较低，但它的功率因数校正效果比单级 PFC技术要好。我们希望在符合相应的谐波标准的根底上，尽可能使电路构造及控制简单可靠，以降低本钱，因此，新型单级单相 PFC技术具有很好的开展前景。另一个是三相 PFC技术。该技术主要应用于中、大功率场合，它比单相 PFC技术复杂，起步晚，现在开展还很不成熟，有大量的工作可做。开关数量少、拓扑简单、控制方案简单可靠是三相功率因数校正的主要开展方向。三相 PFC技术是近几年刚兴起的一个电力电子领域的研究热点。31近年来三相 PFC技术研究的的热点问题主要有以下几个方面 ：1新颖的三相 PFC 电路拓扑构造的研究，主要是基于已有的或新的原理得到新型拓扑构造，以提高转换效率或到达简化电路构造的目的。2把 DC/DC变换器中的新技术应用于 PFC电路中。例如，软开关技术的应用可以提高开关频率、减少开关损耗和 EMI，其中零点压开关(ZVS)技术、零电流开关(ZCS)技术已经应用到实际电路中。3三电平、交织并联等技术以减小输入谐波和 EMI滤波器的研究。4基于已有拓扑构造的新的控制策略的研究，以及基于新型拓扑的特殊控制方法的研究，引入预测控制、空间矢量控制、单周期控制、滑模变构造控制以及模糊控制等新型控制策略可改善电路的性能。5三相单级 PFC电路的研究。单级 PFC技术的研究仍然呈现上升趋势，原因是性能尚未最优，有许多问题还需要进一步研究解决。6数字控制技术的研究、应用。利用数字控制技术可以实现一些先进但又比较复杂的控制方法(这些方法用模拟电路是不能或不容易实现的)，如模糊控制等，进而希望抑制模拟器件老化或温度漂移等引起的控制性能变差等模拟控制电路所存在的一些问题。总之，三相高功率因数整流的研究正处于开展中，今后的方向是新的拓扑构造和新的控制策略的研究。容量大、本钱低、效率高、构造简单、容易实现，并且具有高响应81 绪论速度、低输出电压纹波的高功率因数变换器是研究人员追求的最终目标。三相PFC技术大容量和高功率因数的实现需要解决开关管电压应力大、开关损耗大、系统干扰