CN110620499A - 基于三相维也纳pfc拓扑的单相电输入电路和控制方法 - Google Patents

基于三相维也纳pfc拓扑的单相电输入电路和控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了基于三相维也纳PFC拓扑的单相电输入电路和控制方法，通过调节三相维也纳PFC拓扑中悬空一相对应开关管的占空比，抑制双向开关中低频器件的反向恢复问题，降低了三相维也纳PFC拓扑双向开关中低频器件的反向恢复损耗，减少了三相维也纳PFC拓扑的发热，为三相维也纳PFC拓扑在单相电或直流输入时的可靠运行提供了解决方案。

Description

基于三相维也纳PFC拓扑的单相电输入电路和控制方法
技术领域
本发明属于电源控制技术领域，具体涉及基于三相维也纳PFC拓扑的单相电输入电路和控制方法。
背景技术
随着汽车行业在新能源领域的快速发展，人们对AC\DC电源转换设备在各个充电场景可靠运行的需求越来越高，需要采用PFC(Power Factor Correction)即功率因数校正措施用于提高电源转换设备的转换效率和降低传导损耗；现阶段多采用维也纳(VIENNA)整流器即三相三电平三开关PFC整流器。维也纳整流器的优点是：需要的功率管器件少且电压应力仅为直流母线电压的一半，无桥臂输出电压直通问题，不需设置驱动死区时间，控制电路简单。
在一些应用环境下，AC\DC电源转换设备除了满足三相电输入时正常工作的要求以外，还要满足单相电或直流输入充电的需求。参见图2，维也纳PFC拓扑的双向开关由整流桥堆或非快恢复二极管与开关管组成，其中整流桥堆或非快恢复二极管属于低频器件，开关管属于高频器件。在三相电输入时，每个桥堆的其中两个二极管与电感直接相连工作于工频状态，另外两个二极管与母线中点连接，随着开关管的动作工作于高频状态。由于工作于高频状态的两个二极管都是零电压关断，关断时电流可以自然过零，因此三相电输入时，桥堆的所有二极管都不存在因高频关断电流的反向恢复引发的热应力问题。
参见图3，对维也纳PFC拓扑进行单相电或直流输入时，电路等效为在串联第一电感的第一输入支路和串联第二电感的第二输入支路之间输入单相电的等效电路模型，串联第三电感的第三输入支路悬空。为使输入电压正常工作，第一输入支路和第二输入支路各自整流桥堆中的第一开关管和第二开关管以一定的占空比开关，第三输入支路整流桥堆中的第三开关管通常保持关断状态。
但在实际应用中发现，第三开关管的开关状态对第三输入支路整流桥堆的热应力有非常明显的影响：如果第三开关管一直保持关断状态，则第三开关管的等效结电容随着第一开关管和第二开关管的开关动作，在电路中形成了两条谐振回路：当第一电感的前端电压大于第二电感的前端电压时，一条谐振回路为从第一电感依次到第一开关管、第十五二极管、第三开关管的等效结电容、第十四二极管、第三电感、第二等效电容，回到第一电感；另一条谐振回路为从第三电感依次到第十三二极管、第三开关管的等效结电容、第十六二极管、第二开关管、第二电感、第三等效电容，回到第三电感。当第一电感的前端电压小于第二电感的前端电压时，一条谐振回路为从第二电感依次到第二开关管、第十五二极管、第三开关管的等效结电容、第十四二极管、第三电感、第三等效电容，回到第二电感；另一条谐振回路为从第三电感依次到第十三二极管、第三开关管的等效结电容、第十六二极管、第一开关管、第一电感、第二等效电容，回到第三电感。
参见图4，由于第三开关管的等效结电容是pF级，第三电感是uF级的，因此产生的谐振频率在几百kHz；第三开关管两端的电位剧烈变化，与第三开关管的等效结电容并联的整流桥堆的电压产生高频震荡，无法对整流桥堆形成一个强力稳定的嵌位；与第三电感串联的整流桥堆的电流产生几百kHz的高频震荡；这种高频的震荡电压和电流在整流桥堆上产生反向恢复问题，导致组成整流桥堆的二极管产生动态损耗，造成二极管严重发热，成为电源转换设备的散热瓶颈。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供基于三相维也纳PFC拓扑的单相电输入电路和控制方法，在单相电或直流输入时，降低三相维也纳PFC拓扑双向开关中低频器件的反向恢复损耗，减少三相维也纳PFC拓扑的发热，提高电源转换设备工作的可靠性。
本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为：基于三相维也纳PFC拓扑的单相电输入电路，包括输入单元、三相维也纳PFC单元和控制单元；输入单元用于接入电网的交流电源；三相维也纳PFC单元包括第一电感(L1)、第二电感(L2)、第三电感(L3)、第一开关管(S1)、第二开关管(S2)、第三开关管(S3)、第一二极管(D1)、第二二极管(D2)、第三二极管(D3)、第四二极管(D4)、第五二极管(D5)、第六二极管(D6)、第七二极管(D7)、第八二极管(D8)、第九二极管(D9)、第十二极管(D10)、第十一二极管(D11)、第十二二极管(D12)、第十三二极管(D13)、第十四二极管(D14)、第十五二极管(D15)、第十六二极管(D16)、第十七二极管(D17)、第十八二极管(D18)、第一母线电容(C1)和第二母线电容(C2)，第一电感(L1)、第二电感(L2)、第三电感(L3)的前端分别接至输入单元的三相交流电源输出端A相、B相、C相形成第一输入支路、第二输入支路、第三输入支路，第一电感(L1)的后端与第一二极管(D1)的阳极、第二二极管(D2)的阴极相连，第二电感(L2)的后端与第七二极管(D7)的阳极、第八二极管(D8)的阴极相连，第三电感(L3)的后端与第十三二极管(D13)的阳极、第十四二极管(D14)的阴极相连，第一二极管(D1)的阴极、第三二极管(D3)的阴极与第五二极管(D5)的阳极相连，第七二极管(D7)的阴极、第九二极管(D9)的阴极与第十一二极管(D11)的阳极相连，第十三二极管(D13)的阴极、第十五二极管(D15)的阴极与第十七二极管(D17)的阳极相连，第五二极管(D5)的阴极与第十一二极管(D11)的阴极、第十七二极管(D17)的阴极相连形成共阴极结构，并连接到第一母线电容(C1)的正端，第二二极管(D2)的阳极、第四二极管(D4)的阳极与第六二极管(D6)的阴极相连，第八二极管(D8)的阳极、第十二极管(D10)的阳极与第十二二极管(D12)的阴极相连，第十四二极管(D14)的阳极、第十六二极管(D16)的阳极与第十八二极管(D18)的阴极相连，第六二极管(D6)的阳极与第十二二极管(D12)的阳极、第十八二极管(D18)的阳极相连形成共阳极结构，并连接到第二母线电容(C2)的负端，第三二极管(D3)的阳极、第四二极管(D4)的阴极、第九二极管(D9)的阳极、第十二极管(D10)的阴极、第十五二极管(D15)的阳极、第十六二极管(D16)的阴极、第一母线电容(C1)的负端、第二母线电容(C2)的正端连接于交流电源的中点O点，第一开关管(S1)的源极和漏极分别与第五二极管(D5)的阳极和第六二极管(D6)的阴极连接，第二开关管(S2)的源极和漏极分别与第十一二极管(D11)的阳极和第十二二极管(D12)的阴极连接，第三开关管(S3)的源极和漏极分别与第十七二极管(D17)的阳极和第十八二极管(D18)的阴极连接；控制单元的三个信号输出端分别与第一开关管(S1)、第二开关管(S2)、第三开关管(S3)的栅极连接，用于分别向第一开关管(S1)、第二开关管(S2)、第三开关管(S3)的栅极加载PWM脉冲信号。
所述控制单元可以是DSP或ARM控制单元，例如基于型号是TI的TMS320F2803X的DSP的控制单元。
按上述方案，还包括温度传感器单元，温度传感器单元包括至少三个分别紧贴在第一输入支路、第二输入支路、第三输入支路的电路上的温度传感器，三个温度传感器的信号输出端分别连接到控制单元的三个信号输入端，用于探测第一输入支路、第二输入支路、第三输入支路的电路温度，并将数据上传到控制单元。
按上述方案，第一二极管(D1)的阳极与第二二极管(D2)的阴极的连接点与第一电感(L1)的后端之间还串联有第一电阻(R1)，第七二极管(D7)的阳极与第八二极管(D8)的阴极的连接点与第二电感(L2)的后端之间还串联有第二电阻(R2)，第十三二极管(D13)的阳极与第十四二极管(D14)的阴极的连接点与第三电感(L3)的后端之间还串联有第三电阻(R3)，用于对输入电流限流。
按上述方案，输入单元在A相和B相之间向三相维也纳PFC单元输出单相电电压Vac，C相悬空时，设三相维也纳PFC单元的等效电路中，第一母线电容(C1)的负端与第二母线电容(C2)的正端的连接点为O1点，第三电感(L3)的前端为O2点；三相维也纳PFC单元的第一开关管(S1)的第一等效结电容(Cs1)并联于第一开关管(S1)的源极和漏极之间，第二开关管(S2)的第二等效结电容(Cs2)并联于第二开关管(S2)的源极和漏极之间，第三开关管(S3)的第三等效结电容(Cs3)并联于第三开关管(S3)的源极和漏极之间；第一电感(L1)的前端与第二电感(L2)的前端之间并联第一等效电容(X1)，第一电感(L1)的前端与第三电感(L3)的前端之间并联第二等效电容(X2)，第二电感(L2)的前端与第三电感(L3)的前端之间并联第三等效电容(X3)。
基于三相维也纳PFC拓扑的单相电输入控制方法，包括以下步骤：
步骤S1：输入单元在A相和B相之间向三相维也纳PFC单元输出单相电电压Vac，C相悬空，三相维也纳PFC单元等效为输入单相电的等效电路；
步骤S2：控制单元向第一开关管(S1)、第二开关管(S2)、第三开关管(S3)的栅极发送PWM脉冲信号，控制第一开关管(S1)和第二开关管(S2)以一定的占空比开关，控制第三开关管(S3)以大于0％的占空比导通，用于满足电路的温度控制要求。
进一步的，步骤S1中，三相维也纳PFC单元等效为输入单相电的等效电路，具体步骤为：
步骤S11：设第一母线电容(C1)的负端与第二母线电容(C2)的正端的连接点为O1点，第三电感(L3)的前端为O2点；
步骤S12：第一电感(L1)的前端与第二电感(L2)的前端之间并联第一等效电容(X1)，第一电感(L1)的前端与第三电感(L3)的前端之间并联第二等效电容(X2)，第二电感(L2)的前端与第三电感(L3)的前端之间并联第三等效电容(X3)，第一输入支路中，第一电感(L1)的后端与第五二极管(D5)的阳极相连，第二输入支路中，第二电感(L2)的后端与第十二二极管(D12)的阴极相连，第三输入支路中，第三电感(L3)的后端与第十三二极管(D13)的阳极、第十四二极管(D14)的阴极相连，第十三二极管(D13)的阴极、第十五二极管(D15)的阴极与第十七二极管(D17)的阳极相连，第十四二极管(D14)的阳极、第十六二极管(D16)的阳极与第十八二极管(D18)的阴极相连，第五二极管(D5)的阴极、第十七二极管(D17)的阴极与第一母线电容(C1)的正端相连，第十二二极管(D12)的阳极、第十八二极管(D18)的阳极与第二母线电容(C2)的负端相连，第十五二极管(D15)的阳极与第十六二极管(D16)的阴极连接于O1点，第一开关管(S1)的源极和漏极以及第一等效结电容(Cs1)并联于第五二极管(D5)的阳极和O1点之间，第二开关管(S2)的源极和漏极以及第二等效结电容(Cs2)并联于第十二二极管(D12)的阴极和O1点之间，第三开关管(S3)的源极和漏极以及第三等效结电容(Cs3)并联于第十七二极管(D17)的阳极和第十八二极管(D18)的阴极之间，控制单元的三个信号输出端分别与第一开关管(S1)、第二开关管(S2)、第三开关管(S3)的栅极连接。
进一步的，步骤S2中，控制单元控制第三开关管(S3)以大于0％的占空比导通用于满足电路的温度控制要求，具体步骤为：
步骤S21：控制单元接收温度传感器单元发送的信号并解析为第三输入支路电路的温度T3；
步骤S22：设动作温度为T0，控制单元判断T3≤T0则控制第三开关管(S3)断开；若T3＞T0则控制第三开关管(S3)导通。
进一步的，步骤S22中，T0取值为环境温度25℃或电路最高温度80℃。
本发明的有益效果为：
本发明的一种可调占空比的三相维也纳PFC拓扑和控制方法，通过调节三相维也纳PFC拓扑中悬空一相对应开关管的占空比，抑制双向开关中低频器件的反向恢复问题，降低了三相维也纳PFC拓扑双向开关中低频器件的反向恢复损耗，减少了三相维也纳PFC拓扑的发热，为三相维也纳PFC拓扑在单相电或直流输入时的可靠运行提供了解决方案。
附图说明
图1是本发明实施例的功能框图。
图2是本发明实施例的三相维也纳PFC单元电路图。
图3是本发明实施例的三相维也纳PFC单元输入单相电的等效电路图。
图4是本发明背景技术所述的第三输入支路电流与第三开关管S3的等效结电容Cs3的电压的仿真波形图。
图5是本发明实施例的三相维也纳PFC单元输入单相电且第三开关管S3导通时的等效电路图。
其中：L1.第一电感；L2.第二电感；L3.第三电感；S1.第一开关管；S2.第二开关管；S3.第三开关管；D1.第一二极管；D2.第二二极管；D3.第三二极管；D4.第四二极管；D5.第五二极管；D6.第六二极管；D7.第七二极管；D8.第八二极管；D9.第九二极管；D10.第十二极管；D11.第十一二极管；D12.第十二二极管；D13.第十三二极管；D14.第十四二极管；D15.第十五二极管；D16.第十六二极管；D17.第十七二极管；D18.第十八二极管；C1.第一母线电容；C2.第二母线电容；R1.第一电阻；R2.第二电阻；R3.第三电阻；Cs1.第一等效结电容；Cs2.第二等效结电容；Cs3.第三等效结电容；X1.第一等效电容；X2.第二等效电容；X3.第三等效电容。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
参见图1和图2，本发明提供基于三相维也纳PFC拓扑的单相电输入电路，包括输入单元、三相维也纳PFC单元和控制单元；输入单元用于接入电网的交流电源；三相维也纳PFC单元包括第一电感L1、第二电感L2、第三电感L3、第一开关管S1、第二开关管S2、第三开关管S3、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第五二极管D5、第六二极管D6、第七二极管D7、第八二极管D8、第九二极管D9、第十二极管D10、第十一二极管D11、第十二二极管D12、第十三二极管D13、第十四二极管D14、第十五二极管D15、第十六二极管D16、第十七二极管D17、第十八二极管D18、第一母线电容C1和第二母线电容C2，第一电感L1、第二电感L2、第三电感L3的前端分别接至输入单元的三相交流电源输出端A相、B相、C相形成第一输入支路、第二输入支路、第三输入支路，第一电感L1的后端与第一二极管D1的阳极、第二二极管D2的阴极相连，第二电感L2的后端与第七二极管D7的阳极、第八二极管D8的阴极相连，第三电感L3的后端与第十三二极管D13的阳极、第十四二极管D14的阴极相连，第一二极管D1的阴极、第三二极管D3的阴极与第五二极管D5的阳极相连，第七二极管D7的阴极、第九二极管D9的阴极与第十一二极管D11的阳极相连，第十三二极管D13的阴极、第十五二极管D15的阴极与第十七二极管D17的阳极相连，第五二极管D5的阴极与第十一二极管D11的阴极、第十七二极管D17的阴极相连形成共阴极结构，并连接到第一母线电容C1的正端，第二二极管D2的阳极、第四二极管D4的阳极与第六二极管D6的阴极相连，第八二极管D8的阳极、第十二极管D10的阳极与第十二二极管D12的阴极相连，第十四二极管D14的阳极、第十六二极管D16的阳极与第十八二极管D18的阴极相连，第六二极管D6的阳极与第十二二极管D12的阳极、第十八二极管D18的阳极相连形成共阳极结构，并连接到第二母线电容C2的负端，第三二极管D3的阳极、第四二极管D4的阴极、第九二极管D9的阳极、第十二极管D10的阴极、第十五二极管D15的阳极、第十六二极管D16的阴极、第一母线电容C1的负端、第二母线电容C2的正端连接于交流电源的中点O点，第一开关管S1的源极和漏极分别与第五二极管D5的阳极和第六二极管D6的阴极连接，第二开关管S2的源极和漏极分别与第十一二极管D11的阳极和第十二二极管D12的阴极连接，第三开关管S3的源极和漏极分别与第十七二极管D17的阳极和第十八二极管D18的阴极连接；控制单元的三个信号输出端分别与第一开关管S1、第二开关管S2、第三开关管S3的栅极连接，用于分别向第一开关管S1、第二开关管S2、第三开关管S3的栅极加载PWM脉冲信号。
还包括温度传感器单元，温度传感器单元包括三个分别紧贴固定在第一输入支路、第二输入支路、第三输入支路的整流桥堆电路上的温度传感器，三个温度传感器的信号输出端分别连接到控制单元的三个信号输入端，用于探测第一输入支路、第二输入支路、第三输入支路的整流桥堆电路的温度，并将数据上传到控制单元。
第一二极管D1的阳极与第二二极管D2的阴极的连接点与第一电感L1的后端之间还串联有第一电阻R1，第七二极管D7的阳极与第八二极管D8的阴极的连接点与第二电感L2的后端之间还串联有第二电阻R2，第十三二极管D13的阳极与第十四二极管D14的阴极的连接点与第三电感L3的后端之间还串联有第三电阻R3，用于对输入电流限流。
参见图3，输入单元在A相和B相之间向三相维也纳PFC单元输出单相电电压Vac，C相悬空时，设三相维也纳PFC单元的等效电路中，第一母线电容C1的负端与第二母线电容C2的正端的连接点为O1点，第三电感L3的前端为O2点；三相维也纳PFC单元的第一开关管S1的第一等效结电容Cs1并联于第一开关管S1的源极和漏极之间，第二开关管S2的第二等效结电容Cs2并联于第二开关管S2的源极和漏极之间，第三开关管S3的第三等效结电容Cs3并联于第三开关管S3的源极和漏极之间；第一电感L1的前端与第二电感L2的前端之间并联第一等效电容X1，第一电感L1的前端与第三电感L3的前端之间并联第二等效电容X2，第二电感L2的前端与第三电感L3的前端之间并联第三等效电容X3。
基于三相维也纳PFC拓扑的单相电输入控制方法，包括以下步骤：
步骤S1：输入单元在A相和B相之间向三相维也纳PFC单元输出单相电电压Vac，C相悬空，三相维也纳PFC单元等效为输入单相电的等效电路；
步骤S11：设第一母线电容C1的负端与第二母线电容C2的正端的连接点为O1点，第三电感L3的前端为O2点；
步骤S12：第一电感L1的前端与第二电感L2的前端之间并联第一等效电容X1，第一电感L1的前端与第三电感L3的前端之间并联第二等效电容X2，第二电感L2的前端与第三电感L3的前端之间并联第三等效电容X3，第一输入支路中，第一电感L1的后端与第五二极管D5的阳极相连，第二输入支路中，第二电感L2的后端与第十二二极管D12的阴极相连，第三输入支路中，第三电感L3的后端与第十三二极管D13的阳极、第十四二极管D14的阴极相连，第十三二极管D13的阴极、第十五二极管D15的阴极与第十七二极管D17的阳极相连，第十四二极管D14的阳极、第十六二极管D16的阳极与第十八二极管D18的阴极相连，第五二极管D5的阴极、第十七二极管D17的阴极与第一母线电容C1的正端相连，第十二二极管D12的阳极、第十八二极管D18的阳极与第二母线电容C2的负端相连，第十五二极管D15的阳极与第十六二极管D16的阴极连接于O1点，第一开关管S1的源极和漏极以及第一等效结电容Cs1并联于第五二极管D5的阳极和O1点之间，第二开关管S2的源极和漏极以及第二等效结电容Cs2并联于第十二二极管D12的阴极和O1点之间，第三开关管S3的源极和漏极以及第三等效结电容Cs3并联于第十七二极管D17的阳极和第十八二极管D18的阴极之间，控制单元的三个信号输出端分别与第一开关管S1、第二开关管S2、第三开关管S3的栅极连接；
步骤S2：控制单元向第一开关管S1、第二开关管S2、第三开关管S3的栅极发送PWM脉冲信号，控制第一开关管S1和第二开关管S2以一定的占空比开关，控制第三开关管S3以大于0％的占空比导通，用于满足电路的温度控制要求；
步骤S21：控制单元接收温度传感器单元发送的信号并解析为第三输入支路电路的温度T3；
步骤S22：设动作温度为T0，控制单元判断T3≤T0则控制第三开关管S3断开；若T3＞T0则控制第三开关管S3导通；T0取值为环境温度25℃或电路最高温度80℃。
参见图5为本发明实施例的三相维也纳PFC单元输入单相电且第三开关管S3导通时的等效电路图，设输入直流电压或等效为直流电压的单相工频输入电压为Vac，如果开关管S3以100％占空比保持导通，则第三开关管S3的源极和漏极的电位始终相等，且被母线电压强力嵌位在半母线电压附近，此时与整流桥堆直接相连的点(包括点O1、点O2，以及第三开关管S3的源极的点和漏极的点)都被强电压嵌位，即使存在微弱的导通电流，组成整流桥堆的二极管两端的承受的反向电压也几乎为零，不具备形成反向恢复问题的条件。通过实测发现，控制第三开关管S3按大于0％的占空比导通可显著降低整流桥堆的温度；将占空比设为100％可取得最优效果，此时的整流桥堆的壳温已经降低到了接近环境温度的水平，不再是整个电源转换设备的热瓶颈。
如果开关管S3的占空比不是100％，那么当S3处于关断状态时，反向恢复问题持续时间与占空比相关，在实际应用中根据设备的发热状况和散热需要对开关管S3占空比进行调整。比如由于维也纳PFC拓扑发热严重，温度超过电路最高温度80℃，导致设备散热效果不佳时调整开关管S3的占空比接近100％；设备散热效果良好，温度接近环境温度25℃时适当调低开关管S3的占空比等。
综上所述，本发明的基于三相维也纳PFC拓扑的单相电输入电路和控制方法，通过调节三相维也纳PFC拓扑中悬空一相对应开关管的占空比，抑制双向开关中低频器件的反向恢复问题，降低了三相维也纳PFC拓扑双向开关中低频器件的反向恢复损耗，减少了三相维也纳PFC拓扑的发热，为三相维也纳PFC拓扑在单相电或直流输入时的可靠运行提供了解决方案。
以上实施例仅用于说明本发明的设计思想和特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，本发明的保护范围不限于上述实施例。所以，凡依据本发明所揭示的原理、设计思路所作的等同变化或修饰，均在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.基于三相维也纳PFC拓扑的单相电输入电路，其特征在于：包括输入单元、三相维也纳PFC单元和控制单元；
输入单元用于接入电网的交流电源；
三相维也纳PFC单元包括第一电感(L1)、第二电感(L2)、第三电感(L3)、第一开关管(S1)、第二开关管(S2)、第三开关管(S3)、第一二极管(D1)、第二二极管(D2)、第三二极管(D3)、第四二极管(D4)、第五二极管(D5)、第六二极管(D6)、第七二极管(D7)、第八二极管(D8)、第九二极管(D9)、第十二极管(D10)、第十一二极管(D11)、第十二二极管(D12)、第十三二极管(D13)、第十四二极管(D14)、第十五二极管(D15)、第十六二极管(D16)、第十七二极管(D17)、第十八二极管(D18)、第一母线电容(C1)和第二母线电容(C2)，
所述第一电感(L1)、第二电感(L2)、第三电感(L3)的前端分别接至输入单元的三相交流电源输出端A相、B相、C相形成第一输入支路、第二输入支路、第三输入支路，
第一电感(L1)的后端与第一二极管(D1)的阳极、第二二极管(D2)的阴极相连，
第二电感(L2)的后端与第七二极管(D7)的阳极、第八二极管(D8)的阴极相连，
第三电感(L3)的后端与第十三二极管(D13)的阳极、第十四二极管(D14)的阴极相连，
第一二极管(D1)的阴极、第三二极管(D3)的阴极与第五二极管(D5)的阳极相连，
第七二极管(D7)的阴极、第九二极管(D9)的阴极与第十一二极管(D11)的阳极相连，
第十三二极管(D13)的阴极、第十五二极管(D15)的阴极与第十七二极管(D17)的阳极相连，
第五二极管(D5)的阴极与第十一二极管(D11)的阴极、第十七二极管(D17)的阴极相连形成共阴极结构，并连接到第一母线电容(C1)的正端，
第二二极管(D2)的阳极、第四二极管(D4)的阳极与第六二极管(D6)的阴极相连，
第八二极管(D8)的阳极、第十二极管(D10)的阳极与第十二二极管(D12)的阴极相连，
第十四二极管(D14)的阳极、第十六二极管(D16)的阳极与第十八二极管(D18)的阴极相连，
第六二极管(D6)的阳极与第十二二极管(D12)的阳极、第十八二极管(D18)的阳极相连形成共阳极结构，并连接到第二母线电容(C2)的负端，
第三二极管(D3)的阳极、第四二极管(D4)的阴极、第九二极管(D9)的阳极、第十二极管(D10)的阴极、第十五二极管(D15)的阳极、第十六二极管(D16)的阴极、第一母线电容(C1)的负端、第二母线电容(C2)的正端连接于交流电源的中点O点，
第一开关管(S1)的源极和漏极分别与第五二极管(D5)的阳极和第六二极管(D6)的阴极连接，
第二开关管(S2)的源极和漏极分别与第十一二极管(D11)的阳极和第十二二极管(D12)的阴极连接，
第三开关管(S3)的源极和漏极分别与第十七二极管(D17)的阳极和第十八二极管(D18)的阴极连接；
控制单元的三个信号输出端分别与第一开关管(S1)、第二开关管(S2)、第三开关管(S3)的栅极连接，用于分别向第一开关管(S1)、第二开关管(S2)、第三开关管(S3)的栅极加载PWM脉冲信号。
2.根据权利要求1所述的基于三相维也纳PFC拓扑的单相电输入电路，其特征在于：还包括温度传感器单元，温度传感器单元包括至少三个分别紧贴在第一输入支路、第二输入支路、第三输入支路的电路上的温度传感器，三个温度传感器的信号输出端分别连接到控制单元的三个信号输入端，用于探测第一输入支路、第二输入支路、第三输入支路的电路温度，并将数据上传到控制单元。
3.根据权利要求1所述的基于三相维也纳PFC拓扑的单相电输入电路，其特征在于：第一二极管(D1)的阳极与第二二极管(D2)的阴极的连接点与第一电感(L1)的后端之间还串联有第一电阻(R1)，第七二极管(D7)的阳极与第八二极管(D8)的阴极的连接点与第二电感(L2)的后端之间还串联有第二电阻(R2)，第十三二极管(D13)的阳极与第十四二极管(D14)的阴极的连接点与第三电感(L3)的后端之间还串联有第三电阻(R3)，用于对输入电流限流。
4.根据权利要求1所述的基于三相维也纳PFC拓扑的单相电输入电路，其特征在于：输入单元在A相和B相之间向三相维也纳PFC单元输出单相电电压Vac，C相悬空时，设三相维也纳PFC单元的等效电路中，第一母线电容(C1)的负端与第二母线电容(C2)的正端的连接点为O1点，第三电感(L3)的前端为O2点；三相维也纳PFC单元的第一开关管(S1)的第一等效结电容(Cs1)并联于第一开关管(S1)的源极和漏极之间，第二开关管(S2)的第二等效结电容(Cs2)并联于第二开关管(S2)的源极和漏极之间，第三开关管(S3)的第三等效结电容(Cs3)并联于第三开关管(S3)的源极和漏极之间；第一电感(L1)的前端与第二电感(L2)的前端之间并联第一等效电容(X1)，第一电感(L1)的前端与第三电感(L3)的前端之间并联第二等效电容(X2)，第二电感(L2)的前端与第三电感(L3)的前端之间并联第三等效电容(X3)。
5.根据权利要求1所述的基于三相维也纳PFC拓扑的单相电输入控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤S1：输入单元在A相和B相之间向三相维也纳PFC单元输出单相电电压Vac，C相悬空，三相维也纳PFC单元等效为输入单相电的等效电路；
步骤S2：控制单元向第一开关管(S1)、第二开关管(S2)、第三开关管(S3)的栅极发送PWM脉冲信号，控制第一开关管(S1)和第二开关管(S2)以一定的占空比开关，控制第三开关管(S3)以大于0％的占空比导通，用于满足电路的温度控制要求。
6.根据权利要求5所述的基于三相维也纳PFC拓扑的单相电输入控制方法，其特征在于：所述的步骤S1中，三相维也纳PFC单元等效为输入单相电的等效电路，具体步骤为：
步骤S11：设第一母线电容(C1)的负端与第二母线电容(C2)的正端的连接点为O1点，第三电感(L3)的前端为O2点；
步骤S12：
第一电感(L1)的前端与第二电感(L2)的前端之间并联第一等效电容(X1)，第一电感(L1)的前端与第三电感(L3)的前端之间并联第二等效电容(X2)，第二电感(L2)的前端与第三电感(L3)的前端之间并联第三等效电容(X3)，
第一输入支路中，第一电感(L1)的后端与第五二极管(D5)的阳极相连，
第二输入支路中，第二电感(L2)的后端与第十二二极管(D12)的阴极相连，
第三输入支路中，第三电感(L3)的后端与第十三二极管(D13)的阳极、第十四二极管(D14)的阴极相连，第十三二极管(D13)的阴极、第十五二极管(D15)的阴极与第十七二极管(D17)的阳极相连，第十四二极管(D14)的阳极、第十六二极管(D16)的阳极与第十八二极管(D18)的阴极相连，
第五二极管(D5)的阴极、第十七二极管(D17)的阴极与第一母线电容(C1)的正端相连，
第十二二极管(D12)的阳极、第十八二极管(D18)的阳极与第二母线电容(C2)的负端相连，
第十五二极管(D15)的阳极与第十六二极管(D16)的阴极连接于O1点，
第一开关管(S1)的源极和漏极以及第一等效结电容(Cs1)并联于第五二极管(D5)的阳极和O1点之间，
第二开关管(S2)的源极和漏极以及第二等效结电容(Cs2)并联于第十二二极管(D12)的阴极和O1点之间，
第三开关管(S3)的源极和漏极以及第三等效结电容(Cs3)并联于第十七二极管(D17)的阳极和第十八二极管(D18)的阴极之间，
控制单元的三个信号输出端分别与第一开关管(S1)、第二开关管(S2)、第三开关管(S3)的栅极连接。
7.根据权利要求5所述的基于三相维也纳PFC拓扑的单相电输入控制方法，其特征在于：所述的步骤S2中，控制单元控制第三开关管(S3)以大于0％的占空比导通用于满足电路的温度控制要求，具体步骤为：
步骤S21：控制单元接收温度传感器单元发送的信号并解析为第三输入支路电路的温度T3；
步骤S22：设动作温度为T0，控制单元判断T3≤T0则控制第三开关管(S3)断开；若T3＞T0则控制第三开关管(S3)导通。
8.根据权利要求7所述的基于三相维也纳PFC拓扑的单相电输入控制方法，其特征在于：所述的步骤S22中，T0取值为环境温度25℃或电路最高温度80℃。
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