CN112910244A - 一种混合桥臂单相三电平功率因数校正电路 - Google Patents

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Abstract

一种混合桥臂单相三电平功率因数校正电路，交流电源ug一侧与并联电感L1、L2相连，电感L1开关管S1漏极以及D1阳极连接，形成交点a；电感L2与二极管D2阴极以及S2源极，形成交点b；交流电源ug另一侧与二极管D5阳极以及D6阴极相连，形成交点N；二极管D1阴极、D3阴极、开关管S2漏极以及电容C1正极连接于点p；二极管D2阳极、D4阳极、开关管S1源极与电容C2负极连接于点m；开关管S3源极，S4漏极与分裂电容C1负极、C2正极相连于点n。本发明功率因数校正电路具有三电平结构，具有高效率、高可靠性，更低的谐波和电压应力，交流电流谐波较小等优点。

Description

一种混合桥臂单相三电平功率因数校正电路
技术领域
本发明涉及电力变换领域，具体是一种混合桥臂单相三电平功率因数校正电路。
背景技术
相对于传统两电平电路，多电平电路输出电感和电容体积更小，滤波器整体设计可以趋于小体积模块化，利于安装应用。另外，电感体积越小，本身匝数就越少，电感上的有功损耗就会越小，效率提升。而二电平因开关频率低所限，通常需要采用大电感大电容，使滤波器整体体积偏大、效率降低。变换器的研究目的是改善功率电路的配置，以获得更高的效率、可靠性，更低的谐波和电压应力。多电平滤波器可实现的开关频率相对于两电平要高很多，可以达到20kHz，所产生的纹波电流很小。
发明内容
本发明提供一种混合桥臂单相三电平功率因数校正电路，该电路能够获得更高的效率、可靠性，以及更低的谐波和电压应力。
本发明采取的技术方案为：
一种混合桥臂单相三电平功率因数校正电路，包括：
开关管S1、S2、S3、S4，二极管D1～D6，电感L1、L2，电容C1、C2；
开关管S1漏极分别连接二极管D1阳极、电感L1一端，其连接节点形成节点a；
二极管D2阴极分别连接开关管S2源极、电感L2一端，其连接节点形成节点b；
电感L1另一端、电感L2另一端均连接交流电源ug一侧；
交流电源ug另一侧分别连接二极管D5阳极、二极管D6阴极，其连接节点形成节点N；
二极管D1阴极分别连接开关管S2漏极、二极管D3阴极、电容C1一端，其连接节点形成节点p；
开关管S1源极分别连接二极管D2阳极、二极管D4阳极、电容C2另一端，其连接节点形成节点m；
电容C1另一端分别连接开关管S3源极、开关管S4漏极、电容C2一端，其连接节点形成节点n；
开关管S3漏极分别连接二极管D3阳极、二极管D5阴极；
开关管S4源极分别连接二极管D4阴极、二极管D6阳极；
负载RL两端分别连接电容C1一端、电容C2另一端。
该功率因数校正电路中，二极管D1、开关管S1、电感L1与二极管D2、开关管S2，电感L2分别构成两个伪图腾柱桥臂。
该功率因数校正电路中，开关管S3、S4组成的钳位支路，以及串联电容C1、C2组成的直流母线结构。
该功率因数校正电路中，混合桥臂由二极管D3、D4、D5、D6组成的二极管桥臂和伪图腾柱桥臂构成。
所述电容C1、C2为串联分裂电容，每个电容承受直流母线电压Udc的一半，实现三电平中的±0.5Udc电平。
所述开关管S1、S2、S3、S4为绝缘栅型双极晶体管IGBT、或者电力场效应管MOSFET。所述开关管S1、S2、S3、S4均反向并联了二极管。
本发明一种混合桥臂单相三电平功率因数校正电路，有益效果如下：
1)一种混合桥臂单相三电平功率因数校正电路，具备伪图腾柱结构，本发明中应用到双向开关管结构单元，双向开关由开关管S3、S4，二极管D5、D6组成，其主要作用在于实现±0.5Udc电压流通路径。本发明拓扑具有升压、整流、三电平功率因数校正的特点。
2)本发明新型拓扑具有伪图腾柱单元结构，基于伪图腾柱单元模块可用作三电平模块化的功率单元结构。
3)本发明在单位功率因数校正拓扑结构中，融入了伪图腾柱三电平结构，在整流器拓扑中具有升压电路单元，具有天然的升压特点。另外,拓扑结构中两个电感对应两个桥臂，在一个桥臂发生故障情况下,依然可以实现对后级的功率输出,一定程度提高了电路工作可靠性。
4)本发明提出二极管和全控器件相融合的伪图腾柱三电平结构,该结构具有可靠性高、功率等级较高、电压应力小。
5)本发明拓扑采用伪图腾柱三电平结构,电感和电容体积更小，滤波器整体设计可以趋于小体积模块化，利于安装应用。
6)本发明所提变换器在一个交流输入周期内存在六个工作模态,该拓扑结构六个模态中最多有一个开关管处于导通状态且每个回路只有三个半导体器件导通。
7)本发明提出了一种混合桥臂单相三电平功率因数校正电路，由于该整流器拓扑同时具有伪图腾柱结构和三电平变换器结构，能实现较大功率以及较高的可靠性。
附图说明
图1为本发明一种混合桥臂单相三电平功率因数校正电路主拓扑结构图。
图2为本发明一种混合桥臂单相三电平功率因数校正电路工作模式一图；
图3为本发明一种混合桥臂单相三电平功率因数校正电路工作模式二图；
图4为本发明一种混合桥臂单相三电平功率因数校正电路工作模式三图；
图5为本发明一种混合桥臂单相三电平功率因数校正电路工作模式四图；
图6为本发明一种混合桥臂单相三电平功率因数校正电路工作模式五图；
图7为本发明一种混合桥臂单相三电平功率因数校正电路工作模式六图。
图8(a)为本发明稳态交流输入电压ug、交流输入电流ig波形图。
图8(b)为本发明稳态输出电压UaN波形图。
图8(c)为本发明稳态输出电压UbN波形图。
图8(d)为本发明稳态输出电压Udc波形图。
图9为本发明开关管开关脉冲电压Ug1、Ug2、Ug3、Ug4波形图。
图10(a)为本发明电感L1电流iL1波形图。
图10(b)为本发明电感L2电流iL2波形图。
图11为本发明直流分裂电容C1、C2电压UC1、UC2波形图。
具体实施方式
如图1所示，一种混合桥臂单相三电平功率因数校正电路，左侧包括伪图腾柱结构、直流母线电容和钳位支路。二极管D1、D2，开关管S1、S2以及电感L1、L2组成伪图腾柱结构；右侧为开关管S3、S4组成的钳位支路，以及串联电容C1、C2组成的直流母线结构。二极管D3、D4、D5、D6组成的二极管桥臂和伪图腾柱桥臂构成混合桥臂。
该整流电路包括开关管S1～S4，二极管D1～D6，交流电源ug，电感L1、L2，电容C1、 C2；
所述功率因数校正电路左侧二极管D1、开关管S1、电感L1与二极管D2、开关管S2，电感L2分别构成两个伪图腾柱桥臂；右侧为开关管S3、S4组成的钳位支路，以及串联电容C1、C2组成的直流母线结构。由于串联电容大小相等，每个电容承受直流母线电压Udc的一半，形成母线电压一半的中点，实现±0.5Udc电平状态。二极管D3、D4、D5、D6组成的二极管桥臂和伪图腾柱桥臂构成混合桥臂。
双向开关由开关管S3、S4，二极管D5、D6组成，其主要作用在于实现±0.5Udc电压流通路径。
开关管S1、S2、S3、S4为全控型功率器件，包含但不限于绝缘栅型双极晶体管IGBT、电力场效应管MOSFET等。
电路具体参数如下：整流器输入侧电压有效值为220V，频率为50Hz,开关频率为20kHz，直流侧输出电压Udc＝400V，电感L1＝L2＝3mH，直流侧电容C1＝C2＝4700μF。
一种混合桥臂单相三电平功率因数校正电路，包括以下工作模式：
(1)工作模式一：如图2所示，电路工作在电网电压正半周期，电网电压ug>0V，电压UaN＝0V。该模态下开关管S1导通，二极管D4、D6导通，其余半导体器件均关断。电网电流ig流经电感L1、开关管S1、二极管D4、D6。交流电源ug对电感L1充电，电感L1储能，其电流iL1线性增加；同时，电容C1、C2放电对负载RL供电。开关管S4漏极-源极电压 Uds＝0.5Udc。
(2)工作模式二：如图3所示，电路工作在电网电压正半周期，电网电压ug>0V，UaN＝0.5Udc。
该模态下开关管S4导通、S2体二极管导通，二极管D1、D6导通，其余半导体器件均关断。电网电流ig分别流经电感L1、L2、二极管D1、开关管S2体二极管，合流通过电容C1、开关管S4、二极管D6。此时，电感L1、L2放电对电容C1充电，电容C2对负载RL供电。当电网电压ug>0.5Udc时，电感L1、L2充电，其电流iL1、iL2增大；当电网电压ug<Udc/2时，电感L1、L2放电，其电流iL1、iL2减小。开关管S1漏极-源极电压Uds＝Udc。
(3)工作模式三：如图4所示，电路工作在电网电压正半周期，电网电压ug>0V，UaN＝Udc。
该模态下开关管S2体二极管导通，二极管D1、D4、D6导通，其余半导体器件均关断。电网电流ig分别流经电感L1、L2、二极管D1、开关管S2体二极管，合流通过电容C1、C2、负载RL、二极管D4、D6。交流电源对电容C1、C2充电以及对负载RL供电。此时，电感 L1、L2放电，其电流iL1、iL2减小。开关管S1漏极-源极电压Uds＝Udc，开关管S4漏极-源极电压Uds＝0.5Udc。
(4)工作模式四：如图5所示，电路工作在电网电压负半周期，电网电压ug<0V，UbN＝0V。该模态下开关管S2导通，二极管D3、D5导通，其余半导体器件均关断。此时，电网电流 ig流经二极管D5、D3、开关管S2、电感L2。交流电源ug对电感L2充电，电感L2储能，其电流iL2线性增加；同时，电容C1、C2与负载RL形成回路，并对负载RL供电。开关管S3漏极-源极电压Uds＝0.5Udc。
(5)工作模式五：如图6所示，电路工作在电网电压负半周期，电网电压ug<0V，UbN＝-0.5Udc。电网电流ig流经二极管D5、开关管S3、电容C2，分别于S1体二极管、二极管D2流经电感L1、L2。此时，电感L1、L2放电对电容C2充电，电容C1对负载RL供电。当电网电压幅值︱ug︱>0.5Udc时，电感L2充电，其电流iL2增大；当电网电压幅值︱ug︱<0.5Udc时，电感L2放电，其电流iL2减小。开关管S2漏极-源极电压Uds＝Udc。
(6)工作模式六：如图7所示，电路工作在电网电压负半周期，电网电压ug<0，UbN＝-Udc。该模态下开关管S1体二极管导通，二极管D2、D3、D5导通，其余半导体器件均关断。电网电流ig流经二极管D5、D3、电容C1、C2、负载RL,合流后分别通过二极管D2、开关管 S1体二极管、电感L1、L2。交流电源对电容C1、C2充电以及对负载RL供电。此时，电感 L1、L2放电，其电流iL1、iL2减小。开关管S1漏极-源极电压Uds＝Udc，开关管S4漏极-源极电压Uds＝0.5Udc。
图8(a)、图8(b)、图8(c)、图8(d)、图9、图10(a)、图10(b)为本发明在负载80Ω时的实验波形。
图8(a)表示本发明稳态交流输入电流ig和交流输入电压ug保持同相位，基本实现了单位功率因数，且交流输入电流ig按正弦规律变化。
图8(b)、图8(c)为本发明稳态输出电压UaN、UbN图，表示发明具有三电平特点。
图8(d)表示本发明稳态输出电压Udc波形，表示本发明输出直流电压纹波很小。
图9为本发明开关管开关脉冲电压Ug1、Ug2、Ug3、Ug4波形图,表示出一个周期内的开关脉冲分配信号。
图10(a)、10(b)分别为本发明两电感L1、L2电流iL1、iL2波形图。由ig＝iL1+iL2，即iL1、 iL2合流后的ig能实现正弦波形。
图10(a)为本发明电感L1电流iL1波形图，表示出电路工作在正半周期时主要由电感 L1流过电流，但由于电路工作于0.5Udc和Udc时，开关管S2体二极管导通，故iL1会出现小于0部分。
图10(b)分别为本发明两电感L2电流iL2波形图，与上面类似，由于电路工作于-0.5Udc和-Udc时，开关管S1体二极管导通，这时电感L2也会流过电流，故iL2会出现小于0部分。
图11为本发明直流分裂电容C1、C2电压UC1、UC2波形图，表示本发明直流侧串联电容电压能够稳定在200V附近。
综上对实验结果的分析可知，本发明拓扑基本能实现单位功率因数，且具有稳定的直流电压输出。

Claims (8)

1.一种混合桥臂单相三电平功率因数校正电路，其特征在于包括：
开关管S1、S2、S3、S4，二极管D1～D6，电感L1、L2，电容C1、C2；
开关管S1漏极分别连接二极管D1阳极、电感L1一端，其连接节点形成节点a；
二极管D2阴极分别连接开关管S2源极、电感L2一端，其连接节点形成节点b；
电感L1另一端、电感L2另一端均连接交流电源ug一侧；
交流电源ug另一侧分别连接二极管D5阳极、二极管D6阴极，其连接节点形成节点N；
二极管D1阴极分别连接开关管S2漏极、二极管D3阴极、电容C1一端，其连接节点形成节点p；
开关管S1源极分别连接二极管D2阳极、二极管D4阳极、电容C2另一端，其连接节点形成节点m；
电容C1另一端分别连接开关管S3源极、开关管S4漏极、电容C2一端，其连接节点形成节点n；
开关管S3漏极分别连接二极管D3阳极、二极管D5阴极；
开关管S4源极分别连接二极管D4阴极、二极管D6阳极；
负载RL两端分别连接电容C1一端、电容C2另一端。
2.根据权利要求1所述一种混合桥臂单相三电平功率因数校正电路，其特征在于：该功率因数校正电路中，二极管D1、开关管S1、电感L1与二极管D2、开关管S2，电感L2分别构成两个伪图腾柱桥臂。
3.根据权利要求1所述一种混合桥臂单相三电平功率因数校正电路，其特征在于：该功率因数校正电路中，开关管S3、S4组成的钳位支路，以及串联电容C1、C2组成的直流母线结构。
4.根据权利要求1所述一种混合桥臂单相三电平功率因数校正电路，其特征在于：该功率因数校正电路中，混合桥臂由二极管D3、D4、D5、D6组成的二极管桥臂和伪图腾柱桥臂构成。
5.根据权利要求1所述一种混合桥臂单相三电平功率因数校正电路，其特征在于：所述电容C1、C2为串联分裂电容，每个电容承受直流母线电压Udc的一半，实现三电平中的±0.5Udc电平。
6.根据权利要求1所述一种混合桥臂单相三电平功率因数校正电路，其特征在于：所述开关管S1、S2、S3、S4为绝缘栅型双极晶体管IGBT、或者电力场效应管MOSFET。
7.根据权利要求1或6所述一种混合桥臂单相三电平功率因数校正电路，其特征在于：所述开关管S1、S2、S3、S4均反向并联了二极管。
8.根据权利要求1-6所述任意一种混合桥臂单相三电平功率因数校正电路，其特征在于：
包括以下6种工作模式：
(1)工作模式一：电路工作在电网电压正半周期，电网电压ug>0V，电压UaN＝0V；该模态下开关管S1导通，二极管D4、D6导通，其余半导体器件均关断；电网电流ig流经电感L1、开关管S1、二极管D4、D6；交流电源ug对电感L1充电，电感L1储能，其电流iL1线性增加；同时，电容C1、C2放电对负载RL供电；开关管S4漏极-源极电压Uds＝0.5Udc；
(2)工作模式二：电路工作在电网电压正半周期，电网电压ug>0V，UaN＝0.5Udc；该模态下开关管S4导通、S2体二极管导通，二极管D1、D6导通，其余半导体器件均关断；电网电流ig分别流经电感L1、L2、二极管D1、开关管S2体二极管，合流通过电容C1、开关管S4、二极管D6；此时，电感L1、L2放电对电容C1充电，电容C2对负载RL供电；当电网电压ug>0.5Udc时，电感L1、L2充电，其电流iL1、iL2增大；当电网电压ug<Udc/2时，电感L1、L2放电，其电流iL1、iL2减小；开关管S1漏极-源极电压Uds＝Udc；
(3)工作模式三：电路工作在电网电压正半周期，电网电压ug>0V，UaN＝Udc；该模态下开关管S2体二极管导通，二极管D1、D4、D6导通，其余半导体器件均关断；电网电流ig分别流经电感L1、L2、二极管D1、开关管S2体二极管，合流通过电容C1、C2、负载RL、二极管D4、D6；交流电源对电容C1、C2充电以及对负载RL供电；此时，电感L1、L2放电，其电流iL1、iL2减小；开关管S1漏极-源极电压Uds＝Udc，开关管S4漏极-源极电压Uds＝0.5Udc；
(4)工作模式四：电路工作在电网电压负半周期，电网电压ug<0V，UbN＝0V；该模态下开关管S2导通，二极管D3、D5导通，其余半导体器件均关断；此时，电网电流ig流经二极管D5、D3、开关管S2、电感L2；交流电源ug对电感L2充电，电感L2储能，其电流iL2线性增加；同时，电容C1、C2与负载RL形成回路，并对负载RL供电；开关管S3漏极-源极电压Uds＝0.5Udc；
(5)工作模式五：电路工作在电网电压负半周期，电网电压ug<0V，UbN＝-0.5Udc；电网电流ig流经二极管D5、开关管S3、电容C2，分别于S1体二极管、二极管D2流经电感L1、L2；此时，电感L1、L2放电对电容C2充电，电容C1对负载RL供电；当电网电压幅值︱ug︱>0.5Udc时，电感L2充电，其电流iL2增大；当电网电压幅值︱ug︱<0.5Udc时，电感L2放电，其电流iL2减小；开关管S2漏极-源极电压Uds＝Udc；
(6)工作模式六：电路工作在电网电压负半周期，电网电压ug<0，UbN＝-Udc；该模态下开关管S1体二极管导通，二极管D2、D3、D5导通，其余半导体器件均关断；电网电流ig流经二极管D5、D3、电容C1、C2、负载RL,合流后分别通过二极管D2、开关管S1体二极管、电感L1、L2；交流电源对电容C1、C2充电以及对负载RL供电；此时，电感L1、L2放电，其电流iL1、iL2减小；开关管S1漏极-源极电压Uds＝Udc，开关管S4漏极-源极电压Uds＝0.5Udc。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113726199A (zh) * 2021-09-03 2021-11-30 安徽工业大学 一种低输出纹波升压型整流器及其控制方法
CN113839574A (zh) * 2021-10-15 2021-12-24 国网安徽省电力有限公司亳州供电公司 一种用于手持电动摇把充电的三电平电路
CN114062743A (zh) * 2021-11-11 2022-02-18 青岛鼎信通讯股份有限公司 一种应用于电力行业的全桥开关特征电流发生装置
CN116599512A (zh) * 2023-07-12 2023-08-15 深圳平创半导体有限公司 一种SiC MOSFET、Si IGBT和Si MOSFET的混合开关结构
CN116760270A (zh) * 2023-08-11 2023-09-15 西南交通大学 一种平抑电压二次纹波的Boost-PFC变换器

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070279955A1 (en) * 2006-05-30 2007-12-06 Delta Electronics, Inc. Bridgeless pfc converter with low common-mode noise and high power density
CN101183836A (zh) * 2007-11-16 2008-05-21 南京航空航天大学 双升压式能馈型pwm整流电路
CN102843056A (zh) * 2012-09-07 2012-12-26 阳光电源股份有限公司 一种单相五电平逆变器
CN204681264U (zh) * 2015-06-02 2015-09-30 深圳市高斯宝电气技术有限公司 一种无桥pfc开关电源电路
CN105790614A (zh) * 2016-04-07 2016-07-20 深圳市高斯宝电气技术有限公司 一种无桥pfc开关电源电路
CN205610494U (zh) * 2016-04-07 2016-09-28 深圳市高斯宝电气技术有限公司 一种无桥pfc开关电源电路
US20170214314A1 (en) * 2015-10-03 2017-07-27 Ionel Jitaru Ideal switch bridgeless pfc
CN109217652A (zh) * 2018-10-29 2019-01-15 深圳市高斯宝电气技术有限公司 一种无桥功率因数校正电路的控制方法
CN111030440A (zh) * 2019-12-13 2020-04-17 三峡大学 基于混合h桥的单相两管五电平整流器
EP3748831A1 (fr) * 2019-06-07 2020-12-09 Valeo Siemens eAutomotive France SAS Un convertisseur et son systeme de controle de courant

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070279955A1 (en) * 2006-05-30 2007-12-06 Delta Electronics, Inc. Bridgeless pfc converter with low common-mode noise and high power density
CN101183836A (zh) * 2007-11-16 2008-05-21 南京航空航天大学 双升压式能馈型pwm整流电路
CN102843056A (zh) * 2012-09-07 2012-12-26 阳光电源股份有限公司 一种单相五电平逆变器
CN204681264U (zh) * 2015-06-02 2015-09-30 深圳市高斯宝电气技术有限公司 一种无桥pfc开关电源电路
US20170214314A1 (en) * 2015-10-03 2017-07-27 Ionel Jitaru Ideal switch bridgeless pfc
CN105790614A (zh) * 2016-04-07 2016-07-20 深圳市高斯宝电气技术有限公司 一种无桥pfc开关电源电路
CN205610494U (zh) * 2016-04-07 2016-09-28 深圳市高斯宝电气技术有限公司 一种无桥pfc开关电源电路
CN109217652A (zh) * 2018-10-29 2019-01-15 深圳市高斯宝电气技术有限公司 一种无桥功率因数校正电路的控制方法
EP3748831A1 (fr) * 2019-06-07 2020-12-09 Valeo Siemens eAutomotive France SAS Un convertisseur et son systeme de controle de courant
CN111030440A (zh) * 2019-12-13 2020-04-17 三峡大学 基于混合h桥的单相两管五电平整流器

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113726199A (zh) * 2021-09-03 2021-11-30 安徽工业大学 一种低输出纹波升压型整流器及其控制方法
CN113726199B (zh) * 2021-09-03 2023-09-22 安徽工业大学 一种低输出纹波升压型整流器及其控制方法
CN113839574A (zh) * 2021-10-15 2021-12-24 国网安徽省电力有限公司亳州供电公司 一种用于手持电动摇把充电的三电平电路
CN114062743A (zh) * 2021-11-11 2022-02-18 青岛鼎信通讯股份有限公司 一种应用于电力行业的全桥开关特征电流发生装置
CN114062743B (zh) * 2021-11-11 2023-08-15 青岛鼎信通讯股份有限公司 一种应用于电力行业的全桥开关特征电流发生装置
CN116599512A (zh) * 2023-07-12 2023-08-15 深圳平创半导体有限公司 一种SiC MOSFET、Si IGBT和Si MOSFET的混合开关结构
CN116599512B (zh) * 2023-07-12 2024-03-01 深圳平创半导体有限公司 一种SiC MOSFET、Si IGBT和Si MOSFET的混合开关结构
CN116760270A (zh) * 2023-08-11 2023-09-15 西南交通大学 一种平抑电压二次纹波的Boost-PFC变换器
CN116760270B (zh) * 2023-08-11 2023-11-07 西南交通大学 一种平抑电压二次纹波的Boost-PFC变换器

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Application publication date: 20210604

Assignee: Hubei Zhikan Technology Co.,Ltd.

Assignor: CHINA THREE GORGES University

Contract record no.: X2023980043945

Denomination of invention: A Hybrid Bridge Arm Single Phase Three Level Power Factor Correction Circuit

Granted publication date: 20220520

License type: Common License

Record date: 20231024