CN115037172A - 一种三相整流装置和功率因数校正设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种三相整流装置，包括：第一储能滤波模块、第二储能滤波模块、第三储能滤波模块、第一整流模块、第二整流模块、第三整流模块、第一开关器件、第二开关器件和第三开关器件。本发明还涉及功率因数校正设备。本发明采用三个开关器件分别连接在三个整流模块之间以实现三路直流输入，而每路直流输出都包括两路整流管电路回路，因此每一路输出的电压应力是总输出电压的三分之一，而每一路中的整流管承受的应力，相比输出电压应力减少一半，因此本发明的三相整流装置和功率因数校正设备设计精巧、结构简单、易于实现、低成本确又能有效降低电压应力。

Description

一种三相整流装置和功率因数校正设备
技术领域
本发明涉及整流装置领域，更具体地说，涉及一种三相整流装置和功率因数校正设备。
背景技术
随着电力电子技术的发展，大量带功率因数校正的整流装置被提出来，并广泛应用到各种接入电网的用电设备当中。传统的AC/DC升压功率因数校正(Power FactorCorrection，PFC)装置通常采用的三相整流装置通常如图1所示，其包括升压电感LA-LC以及开关管S1-S6。升压电感LA-LC接收三路输入电压，然后分别经开关管S1-S6整流后输出一路直流电压。因此，开关管S1-S6电压应力就是直流输出电压。而在一些大功率应用场合中，直流输出电压非常大，因此开关管S1-S6将承受巨大的应力，容易造成损耗。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种设计精巧、结构简单、易于实现、低成本确又能有效降低电压应力的三相整流装置，以及包括该三相整流装置的功率因数校正设备。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种三相整流装置，包括：第一储能滤波模块、第二储能滤波模块、第三储能滤波模块、第一整流模块、第二整流模块、第三整流模块、第一开关器件、第二开关器件和第三开关器件；
所述第一储能滤波模块的第一端连接第一输入电压、第二端连接所述第一整流模块的第一端，所述第二储能滤波模块的第二端连接第二输入电压、第二端连接所述第二整流模块的第一端，所述第三储能滤波模块的第三端连接第三输入电压、第二端连接所述第三整流模块的第一端；所述第一整流模块的第二端、所述第二整流模块的第二端和所述第三整流模块的第二端彼此连接；
所述第一开关器件连接在所述第一整流模块的第一端和所述第一整流模块的第二端之间，所述第二开关器件连接在所述第二整流模块的第一端和所述第二整流模块的第二端之间，所述第三开关器件连接在所述第三整流模块的第一端和所述第三整流模块的第二端之间；
所述第一整流模块输出第一电压，所述第二整流模块输出第二电压，所述第三整流模块输出第三电压。
在本发明所述的三相整流装置中，所述第一整流模块包括第一整流管、第二整流管、第三整流管和第四整流管，所述第一整流管的第一端连接所述第一整流模块的第一端和所述第二整流管的第二端，所述第一整流管的第二端连接所述第三整流管的第二端，所述第三整流管的第一端连接所述第四整流管的第二端和所述第一整流模块的第二端，所述第四整流管的第一端连接所述第二整流管的第一端；
所述第二整流模块包括第五整流管、第六整流管、第七整流管和第八整流管，所述第五整流管的第一端连接所述第二整流模块的第一端和所述第六整流管的第二端，所述第五整流管的第二端连接所述第七整流管的第二端，所述第七整流管的第一端连接所述第八整流管的第二端和所述第二整流模块的第二端，所述第八整流管的第一端连接所述第六整流管的第一端；
所述第三整流模块包括第九整流管、第十整流管、第十一整流管和第十二整流管，所述第九整流管的第一端连接所述第三整流模块的第一端和所述第十整流管的第二端，所述第九整流管的第二端连接所述第十一整流管的第二端，所述第十一整流管的第一端连接所述第十二整流管的第二端和所述第三整流模块的第二端，所述第四整流管的第一端连接所述第十整流管的第一端。
在本发明所述的三相整流装置中，所述第一整流管、所述第二整流管、所述第三整流管、所述第四整流管、所述第五整流管、所述第六整流管、所述第七整流管、所述第八整流管、所述第九整流管、所述第十整流管、所述第十一整流管和所述第十二整流管包括二极管、三极管、MOS管或IGBT管。
在本发明所述的三相整流装置中，所述第一开关器件、所述第二开关器件和所述第三开关器件包括双向控制开关。
在本发明所述的三相整流装置中，所述双向控制开关包括第一开关管和第二开关管，所述第一开关管和所述第二开关管的控制端接收控制信号，所述第一开关管的第一端和所述第二开关管的第一端连接对应的整流模块，所述第一开关管的第二端连接所述第二开关管的第二端。
在本发明所述的三相整流装置中，所述第一开关管和所述第二开关管为三极管、MOS管或IGBT管。
在本发明所述的三相整流装置中，第一储能滤波模块包括第一电感、第二电感和第一电容，所述第二储能滤波模块包括第三电感、第四电感和第二电容，所述第三储能滤波模块包括第五电感、第六电感和第三电容；
所述第一电感的第一端连接所述第一储能滤波模块的第一端、第二端连接所述第一电容的第一端和所述第二电感的第一端，所述第二电感的第二端连接所述第一储能滤波模块的第二端；所述第三电感的第一端连接所述第二储能滤波模块的第一端、第二端连接所述第二电容的第一端和所述第四电感的第一端，所述第四电感的第二端连接所述第二储能滤波模块的第二端，所述第五电感的第一端连接所述第三储能滤波模块的第一端、第二端连接所述第三电容的第一端和所述第六电感的第一端，所述第六电感的第二端连接所述第三储能滤波模块的第二端，所述第一电容的第二端、所述第二电容的第二端和所述第三电容的第二端连接。
在本发明所述的三相整流装置中，进一步包括连接在所述第一输入电压、所述第二输入电压和所述第三输入电压以及所述第一储能滤波模块、所述第二储能滤波模块和所述第三储能滤波模块之间的电磁兼容电路。
在本发明所述的三相整流装置中，进一步包括第一输出电容、第二输出电容和第三输出电容，所述第一输出电容连接在第一整流模块的第一输出端和第二输出端之间，所述第二输出电容连接在第二整流模块的第一输出端和第二输出端之间，所述第三输出电容连接在第三整流模块的第一输出端和第二输出端之间。
本发明解决其技术问题采用的另一技术方案是，构造一种功率因数校正设备，包括所述的三相整流装置。
实施本发明的三相整流装置和功率因数校正设备，采用三个开关器件分别连接在三个整流模块之间以实现三路直流输入，而每路直流输出都包括两路整流管电路回路，因此每一路输出的电压应力是总输出电压的三分之一，而每一路中的整流管承受的应力，相比输出电压应力减少一半，因此本发明的三相整流装置和功率因数校正设备设计精巧、结构简单、易于实现、低成本确又能有效降低电压应力。进一步地，通过采用两个电感和一个电容构成的LCL储能升压电路，其对高频开关电流纹波的衰减倍数是现有的单电感储能升压电路的三倍，因此在设计时可以显著减小储能电感的电感量以及体积，从而进一步满足低成本、小尺寸、高效率的要求。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是现有技术的三相整流装置的电路图；
图2是本发明的优选实施例的三相整流装置的原理框图；
图3是本发明的又一优选实施例的三相整流装置的电路图；
图4是本发明的优选实施例的三相整流装置的开关器件的优选示意图；
图5A是本发明的优选实施例的三相整流装置的又一开关器件的优选示意图；
图5B是本发明的优选实施例的三相整流装置的再一开关器件的优选示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明涉及一种三相整流装置，包括：第一储能滤波模块、第二储能滤波模块、第三储能滤波模块、第一整流模块、第二整流模块、第三整流模块、第一开关器件、第二开关器件和第三开关器件；所述第一储能滤波模块的第一端连接第一输入电压、第二端连接所述第一整流模块的第一端，所述第二储能滤波模块的第二端连接第二输入电压、第二端连接所述第二整流模块的第一端，所述第三储能滤波模块的第三端连接第三输入电压、第二端连接所述第三整流模块的第一端；所述第一整流模块的第二端、所述第二整流模块的第二端和所述第三整流模块的第二端彼此连接；所述第一开关器件连接在所述第一整流模块的第一端和所述第一整流模块的第二端之间，所述第二开关器件连接在所述第二整流模块的第一端和所述第二整流模块的第二端之间，所述第三开关器件连接在所述第三整流模块的第一端和所述第三整流模块的第二端之间；所述第一整流模块输出第一电压，所述第二整流模块输出第二电压，所述第三整流模块输出第三电压。实施本发明的三相整流装置和功率因数校正设备，采用三个开关器件分别连接在三个整流模块之间以实现三路直流输入，而每路直流输出都包括两路整流管电路回路，因此每一路输出的电压应力是总输出电压的三分之一，而每一路中的整流管承受的应力，相比输出电压应力减少一半，因此本发明的三相整流装置和功率因数校正设备设计精巧、结构简单、易于实现、低成本确又能有效降低电压应力。
进一步的，在本发明中，所述第一储能滤波模块包括第一电感、第二电感和第一电容，所述第二储能滤波模块包括第三电感、第四电感和第二电容，所述第三储能滤波模块包括第五电感、第六电感和第三电容；所述第一电感的第一端连接所述第一储能滤波模块的第一端、第二端连接所述第一电容的第一端和所述第二电感的第一端，所述第二电感的第二端连接所述第一储能滤波模块的第二端；所述第三电感的第一端连接所述第二储能滤波模块的第一端、第二端连接所述第二电容的第一端和所述第四电感的第一端，所述第四电感的第二端连接所述第二储能滤波模块的第二端，所述第五电感的第一端连接所述第三储能滤波模块的第一端、第二端连接所述第三电容的第一端和所述第六电感的第一端，所述第六电感的第二端连接所述第三储能滤波模块的第二端，所述第一电容的第二端、所述第二电容的第二端和所述第三电容的第二端连接。本发明通过采用两个电感和一个电容构成的LCL储能升压电路，其对高频开关电流纹波的衰减倍数是现有的单电感储能升压电路的三倍，因此在设计时可以显著减小储能电感的电感量以及体积，从而进一步满足低成本、小尺寸、高效率的要求。
图2是本发明的优选实施例的三相整流装置的原理框图。如图2所示，所述三相整流装置，包括：第一储能滤波模块110、第二储能滤波模块120、第三储能滤波模块130、第一整流模块210、第二整流模块220、第三整流模块230、第一开关器件310、第二开关器件320和第三开关器件330。如图2所示，所述第一储能滤波模块110的第一端连接第一输入电压EA、第二端连接所述第一整流模块210的第一端，所述第二储能滤波模块120的第二端连接第二输入电压EB、第二端连接所述第二整流模块220的第一端，所述第三储能滤波模块130的第三端连接第三输入电压EC、第二端连接所述第三整流模块230的第一端；所述第一整流模块210的第二端、所述第二整流模块220的第二端和所述第三整流模块230的第二端彼此连接。所述第一开关器件310连接在所述第一整流模块210的第一端和所述第一整流模块210的第二端之间，所述第二开关器件320连接在所述第二整流模块220的第一端和所述第二整流模块220的第二端之间，所述第三开关器件330连接在所述第三整流模块230的第一端和所述第三整流模块230的第二端之间。所述第一整流模块210输出第一电压VA，所述第二整流模块220输出第二电压VB，所述第三整流模块230输出第三电压VC。
在本发明的优选实施例中，所述第一开关器件310、所述第二开关器件320和所述第三开关器件330优选包括双向控制开关，其可以是双向开关，也可以是两个开关管组成的双向可控开关，例如源极和漏极相连的两个MOS管或IGBT管。这些开关管可以采用一路驱动信号同开同关控制，三个开关器件只需要三路驱动信号即可。
在本发明的优选实施例中，所述第一储能滤波模块110、第二储能滤波模块120、第三储能滤波模块130可以分别包括LC储能滤波模块，单L滤波储能模块，LLC滤波储能模块或LCL滤波储能模块。
在本发明的优选实施例中，所述第一整流模块210包括第一整流管、第二整流管、第三整流管和第四整流管，所述第一整流管的第一端连接所述第一整流模块210的第一端和所述第二整流管的第二端，所述第一整流管的第二端连接所述第三整流管的第二端，所述第三整流管的第一端连接所述第四整流管的第二端和所述第一整流模块210的第二端，所述第四整流管的第一端连接所述第二整流管的第一端；所述第二整流模块220包括第五整流管、第六整流管、第七整流管和第八整流管，所述第五整流管的第一端连接所述第二整流模块220的第一端和所述第六整流管的第二端，所述第五整流管的第二端连接所述第七整流管的第二端，所述第七整流管的第一端连接所述第八整流管的第二端和所述第二整流模块220的第二端，所述第八整流管的第一端连接所述第六整流管的第一端；所述第三整流模块230包括第九整流管、第十整流管、第十一整流管和第十二整流管，所述第九整流管的第一端连接所述第三整流模块230的第一端和所述第十整流管的第二端，所述第九整流管的第二端连接所述第十一整流管的第二端，所述第十一整流管的第一端连接所述第十二整流管的第二端和所述第三整流模块230的第二端，所述第四整流管的第一端连接所述第十整流管的第一端。
优选地，所述第一整流管、所述第二整流管、所述第三整流管、所述第四整流管、所述第五整流管、所述第六整流管、所述第七整流管、所述第八整流管、所述第九整流管、所述第十整流管、所述第十一整流管和所述第十二整流管包括二极管、MOS管或IGBT管。即所述第一整流模块210、第二整流模块220、第三整流模块230可以是开关管整流桥或者二极管整流桥。
实施本发明的三相整流装置，采用三个开关器件分别连接在三个整流模块之间以实现三路直流输入，而每路直流输出都包括两路整流管电路回路，因此每一路输出的电压应力是总输出电压的三分之一，而每一路中的整流管承受的应力，相比输出电压应力减少一半，因此本发明的三相整流装置和功率因数校正设备设计精巧、结构简单、易于实现、低成本确又能有效降低电压应力。
图3是本发明的又一优选实施例的三相整流装置的电路图。在图3所示的优选实施例中，所述三相整流装置，包括：电磁兼容电路EMC、第一储能滤波模块110、第二储能滤波模块120、第三储能滤波模块130、第一整流模块210、第二整流模块220、第三整流模块230、第一开关器件310、第二开关器件320、第三开关器件330、输出电容CA、输出电容CB和输出电容Cc。
在图3所示的优选实施例中，所述第一储能滤波模块110包括电感LA1、电感LA2和电容C1，所述第二储能滤波模块120包括电感LB1、电感LB2和电容C2，所述第三储能滤波模块130包括电感LC1、电感LC2和电容C3。所述第一整流模块210包括二极管DA1、二极管DA2、二极管DA3和二极管DA4。所述第二整流模块220包括二极管DB1、二极管DB2、二极管DB3和二极管DB4。所述第三整流模块230包括二极管DC1、二极管DC2、二极管DC3和二极管DC4。所述第一开关器件310、所述第二开关器件320和所述第三开关器件330分别为双向开关SA，SB和SC。
如图3所示，电磁兼容电路EMC的三个输入端分别连接第一输入电压EA、第二输入电压EB和第三输入电压EC，三个输出端分别连接电感LA1，电感LB1和电感LC1的第一端。所述电感LA1的第二端分别连接电感LA2的第一端和所述电容C1的第一端。电感LA2的第二端连接所述二极管DA1的阳极和所述二极管DA2的阴极。所述电感LB1的第二端连接所述电容C2的第一端和所述电感LB2的第一端，所述电感LB2的第二端连接所述二极管DB1的阳极和所述二极管DB2的阴极。所述电感LC1的第二端连接所述电容C3的第一端和所述电感LC2的第一端，所述电感LC2的第二端连接所述二极管DC1的阳极和所述二极管DC2的阴极。所述电容C1的第二端、所述电容C2的第二端和所述电容C3的第二端连接。所述二极管DA1的阴极连接所述二极管DA3的阴极，所述二极管DA3的阳极连接所述二极管DA4的阴极，所述二极管DA4的阳极连接所述二极管DA2的阳极。所述双向开关S1的第一端连接所述二极管DA1的阳极和所述二极管DA2的阴极、第二端连接所述二极管DA3的阳极和所述二极管DA4的阴极。输出电容CA的第一端连接所述二极管DA1的阴极和所述二极管DA3的阴极，第二端连接所述二极管DA4的阳极和所述二极管DA2的阳极，从而输出第一电压VA。所述二极管DB1的阴极连接所述二极管DB3的阴极，所述二极管DB3的阳极连接所述二极管DB4的阴极，所述二极管DB4的阳极连接所述二极管DB2的阳极。所述双向开关S2的第一端连接所述二极管DB1的阳极和所述二极管DB2的阴极、第二端连接所述二极管DB3的阳极和所述二极管DB4的阴极。输出电容CB的第一端连接所述二极管DB1的阴极和所述二极管DB3的阴极，第二端连接所述二极管DB4的阳极和所述二极管DB2的阳极，从而输出第二电压VB。所述二极管DC1的阴极连接所述二极管DC3的阴极，所述二极管DC3的阳极连接所述二极管DC4的阴极，所述二极管DC4的阳极连接所述二极管DC2的阳极。所述双向开关S3的第一端连接所述二极管DC1的阳极和所述二极管DC2的阴极、第二端连接所述二极管DC3的阳极和所述二极管DC4的阴极。输出电容CC的第一端连接所述二极管DC1的阴极和所述二极管DC3的阴极，第二端连接所述二极管DC4的阳极和所述二极管DC2的阳极，从而输出第三电压VC。双向开关SA，SB和SC的第二端彼此连接。
即在图3所示优选实施例中，紧跟着三相输入电压的是电磁兼容电路EMC，然后电磁兼容电路EMC之后分别是各相的LCL滤波储能模块的第一级电感LA1、LB1、LC1和第二级电感LA2、LB2、LC2。LCL滤波储能模块中剩下的三个滤波电容C1、C2、C3以Y型连接的方式连接到LCL滤波储能模块的第一级电感LA1、LB1、LC1和第二级电感LA2、LB2、LC2。各相的LCL滤波储能模块的第二极电感经过二极管整流桥的一对二极管(例如DA1、DA2)连接到每一相的直流输出电容(例如A相的直流输出电容为CA)，第二级电感还通过双向开关(例如SA)连接到一对电流回流用的二极管(例如DA3、DA4)。每对回流二极管也将连接到每一路各自的直流输出电容。三对回流二极管以Y型连接的方式将中点连在一起。
因此，在本发明中，设计了三路直流输出，每一路直流输出中包含由两个二极管组成的电流回流电路，三相中这三路回流电路的中点通过Y型连接的方式连接在一起。采用三个开关器件分别连接在三个整流模块之间以实现三路直流输入，而每路直流输出都包括两路整流管电路回路，因此每一路输出的电压应力是总输出电压的三分之一。而每一路中的二极管管承受的应力，相比输出电压应力减少一半，因此本发明的三相整流装置和功率因数校正设备设计精巧、结构简单、易于实现、低成本确又能有效降低电压应力。即本发明中三路直流输出的存在导致每一相中功率器件组的电压应力相比其他普通三相整流装置，至少减小一半，使得本装置的损耗得以减小，并能起到降低成本提高可靠性的作用。
本发明相比其他同类型发明，包括三个LCL型储能滤波电路，该滤波电路在不提高开关频率的条件下，相比单升压电感型(单L型)储能滤波电路，LCL对高频开关电流纹波的衰减倍数是单L型的三倍，因此在设计时可以显著减小储能电感的电感量以及体积，即LCL对高频谐波的衰减倍数达到-60dB/十倍频程，而单L型对电流谐波的衰减倍数只有-20dB/十倍频程，因此在一些对电流纹波要求较高的应用场合，LCL储能升压电路可以显著减小升压电感的体积和电感量，能够满足低成本、小尺寸、高效率的要求。
进一步地，本发明的优选实施例的三相整流装置的电流工作模式可以工作在电流连续模式(CCM)、电流断续模式(DCM)、电流临界连续模式(CRM)。本领域技术人员知悉，在此可以采用本领域中任何已知的控制方法控制所述三相整流装置，这些都落入本发明的保护范围。
在本发明的其他优选实施例中，也可以采用开关管整流桥代替二极管整流桥，所述开关管可以包括三极管、MOS管或IGBT管等等。
在本发明的进一步的优选实施例中，所述双向开关SA，SB和SC可以采用如图4所示的双向控制开关K，也可以采用如图5A和5B所示的双向控制开关。如图5A所示，所述双向控制开关包括MOS管Q1和Q2，所述MOS管Q1和Q2的栅极接收控制信号。所述MOS管Q1的源极连接所述MOS管Q2的源极，所述MOS管Q1的漏极和所述MOS管Q2的漏极分别作为双向控制开关的两端。如图5B所示，所述双向控制开关包括IGBT管Q3和Q4，所述IGBT管Q3和Q4的栅极接收控制信号。所述IGBT管Q3的源极连接所述IGBT管Q4的源极，所述IGBT管Q3的漏极和所述IGBT管Q4的漏极分别作为双向控制开关的两端。当然，在本发明的其他优选实施例中，还可以采用三极管。
实施本发明的三相整流装置，采用三个开关器件分别连接在三个整流模块之间以实现三路直流输入，而每路直流输出都包括两路整流管电路回路，因此每一路输出的电压应力是总输出电压的三分之一，而每一路中的整流管承受的应力，相比输出电压应力减少一半，因此本发明的三相整流装置和功率因数校正设备设计精巧、结构简单、易于实现、低成本确又能有效降低电压应力。进一步地，通过采用两个电感和一个电容构成的LCL储能升压电路，其对高频开关电流纹波的衰减倍数是现有的单电感储能升压电路的三倍，因此在设计时可以显著减小储能电感的电感量以及体积，从而进一步满足低成本、小尺寸、高效率的要求。
在本发明的进一步的优选实施例中，还提供了一种功率因数校正设备，其包括前述任何一种的三相整流装置。在此，本领域技术人员根据本发明的教导，以及本领域中已知的功率因数校正设备，可以构造本发明的功率因数校正设备，在此就不再累述了。
虽然本发明是通过具体实施例进行说明的，本领域技术人员应当明白，在不脱离本发明范围的情况下，还可以对本发明进行各种变换及等同替代。另外，针对特定情形或材料，可以对本发明做各种修改，而不脱离本发明的范围。因此，本发明不局限于所公开的具体实施例，而应当包括落入本发明权利要求范围内的全部实施方式。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种三相整流装置，其特征在于，包括：第一储能滤波模块、第二储能滤波模块、第三储能滤波模块、第一整流模块、第二整流模块、第三整流模块、第一开关器件、第二开关器件和第三开关器件；
所述第一储能滤波模块的第一端连接第一输入电压、第二端连接所述第一整流模块的第一端，所述第二储能滤波模块的第二端连接第二输入电压、第二端连接所述第二整流模块的第一端，所述第三储能滤波模块的第三端连接第三输入电压、第二端连接所述第三整流模块的第一端；所述第一整流模块的第二端、所述第二整流模块的第二端和所述第三整流模块的第二端彼此连接；
所述第一开关器件连接在所述第一整流模块的第一端和所述第一整流模块的第二端之间，所述第二开关器件连接在所述第二整流模块的第一端和所述第二整流模块的第二端之间，所述第三开关器件连接在所述第三整流模块的第一端和所述第三整流模块的第二端之间；
所述第一整流模块输出第一电压，所述第二整流模块输出第二电压，所述第三整流模块输出第三电压。
2.根据权利要求1所述的三相整流装置，其特征在于，所述第一整流模块包括第一整流管、第二整流管、第三整流管和第四整流管，所述第一整流管的第一端连接所述第一整流模块的第一端和所述第二整流管的第二端，所述第一整流管的第二端连接所述第三整流管的第二端，所述第三整流管的第一端连接所述第四整流管的第二端和所述第一整流模块的第二端，所述第四整流管的第一端连接所述第二整流管的第一端；
所述第二整流模块包括第五整流管、第六整流管、第七整流管和第八整流管，所述第五整流管的第一端连接所述第二整流模块的第一端和所述第六整流管的第二端，所述第五整流管的第二端连接所述第七整流管的第二端，所述第七整流管的第一端连接所述第八整流管的第二端和所述第二整流模块的第二端，所述第八整流管的第一端连接所述第六整流管的第一端；
所述第三整流模块包括第九整流管、第十整流管、第十一整流管和第十二整流管，所述第九整流管的第一端连接所述第三整流模块的第一端和所述第十整流管的第二端，所述第九整流管的第二端连接所述第十一整流管的第二端，所述第十一整流管的第一端连接所述第十二整流管的第二端和所述第三整流模块的第二端，所述第四整流管的第一端连接所述第十整流管的第一端。
3.根据权利要求2所述的三相整流装置，其特征在于，所述第一整流管、所述第二整流管、所述第三整流管、所述第四整流管、所述第五整流管、所述第六整流管、所述第七整流管、所述第八整流管、所述第九整流管、所述第十整流管、所述第十一整流管和所述第十二整流管包括二极管、三极管、MOS管或IGBT管。
4.根据权利要求1所述的三相整流装置，其特征在于，所述第一开关器件、所述第二开关器件和所述第三开关器件包括双向控制开关。
5.根据权利要求4所述的三相整流装置，其特征在于，所述双向控制开关包括第一开关管和第二开关管，所述第一开关管和所述第二开关管的控制端接收控制信号，所述第一开关管的第一端和所述第二开关管的第一端连接对应的整流模块，所述第一开关管的第二端连接所述第二开关管的第二端。
6.根据权利要求5所述的三相整流装置，其特征在于，所述第一开关管和所述第二开关管为三极管、MOS管或IGBT管。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的三相整流装置，其特征在于，第一储能滤波模块包括第一电感、第二电感和第一电容，所述第二储能滤波模块包括第三电感、第四电感和第二电容，所述第三储能滤波模块包括第五电感、第六电感和第三电容；
所述第一电感的第一端连接所述第一储能滤波模块的第一端、第二端连接所述第一电容的第一端和所述第二电感的第一端，所述第二电感的第二端连接所述第一储能滤波模块的第二端；所述第三电感的第一端连接所述第二储能滤波模块的第一端、第二端连接所述第二电容的第一端和所述第四电感的第一端，所述第四电感的第二端连接所述第二储能滤波模块的第二端，所述第五电感的第一端连接所述第三储能滤波模块的第一端、第二端连接所述第三电容的第一端和所述第六电感的第一端，所述第六电感的第二端连接所述第三储能滤波模块的第二端，所述第一电容的第二端、所述第二电容的第二端和所述第三电容的第二端连接。
8.根据权利要求7所述的三相整流装置，其特征在于，进一步包括连接在所述第一输入电压、所述第二输入电压和所述第三输入电压以及所述第一储能滤波模块、所述第二储能滤波模块和所述第三储能滤波模块之间的电磁兼容电路。
9.根据权利要求7所述的三相整流装置，其特征在于，进一步包括第一输出电容、第二输出电容和第三输出电容，所述第一输出电容连接在第一整流模块的第一输出端和第二输出端之间，所述第二输出电容连接在第二整流模块的第一输出端和第二输出端之间，所述第三输出电容连接在第三整流模块的第一输出端和第二输出端之间。
10.一种功率因数校正设备，其特征在于，包括权利要求1-9中任意一项所述的三相整流装置。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060164875A1 (en) * 2005-01-27 2006-07-27 Silvio Colombi AC/DC converter and method of modulation thereof
CN203800605U (zh) * 2014-04-19 2014-08-27 兖州东方机电有限公司 带放电装置的矿用隔爆静止无功发生器
WO2017024642A1 (zh) * 2015-08-13 2017-02-16 厦门科华恒盛股份有限公司 三相整流升压电路及其控制方法以及不间断电源
CN109286329A (zh) * 2017-07-22 2019-01-29 中兴通讯股份有限公司 一种用于三相电的整流电路装置及实现方法
CN113507226A (zh) * 2021-06-25 2021-10-15 深圳市高益智能电气有限公司 一种三相整流变换器及其控制方法
WO2022028238A1 (zh) * 2020-08-07 2022-02-10 浙江鲲悟科技有限公司 功率转换系统

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060164875A1 (en) * 2005-01-27 2006-07-27 Silvio Colombi AC/DC converter and method of modulation thereof
CN203800605U (zh) * 2014-04-19 2014-08-27 兖州东方机电有限公司 带放电装置的矿用隔爆静止无功发生器
WO2017024642A1 (zh) * 2015-08-13 2017-02-16 厦门科华恒盛股份有限公司 三相整流升压电路及其控制方法以及不间断电源
CN109286329A (zh) * 2017-07-22 2019-01-29 中兴通讯股份有限公司 一种用于三相电的整流电路装置及实现方法
WO2022028238A1 (zh) * 2020-08-07 2022-02-10 浙江鲲悟科技有限公司 功率转换系统
CN113507226A (zh) * 2021-06-25 2021-10-15 深圳市高益智能电气有限公司 一种三相整流变换器及其控制方法

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