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三相CCM Buck整流器

时间:09-27 来源:互联网 点击:

  传统的三相Buck整流器的主电路如图1所示。其中6个开关组合成全桥整流电路,此电路与三相CCM Boost整流器电路不同的是,每个开关都串联了一个二极管,以阻止加在桥臂上的反向电压作用。全桥开关的输出端并联了一个续流二极管。Boost整流器的电感有三个分别串联在输人端,而Buck整流器的电感只有一个,串联在输出端。输出端的电感值很大,可以近似地等效成为电流源IL、IL为输出(滤波)电感的电流。

  图1 三相CCM Buck整流器的主电路

  三相Buck整流器的工作原理如下:

  假设ωt位于[0,30°]区间内,这时有

  ua>0>ub>uc

  要想得到PF=1,则平均输人相电流应满足类似关系

  i>0>ib>ic

  a相电压为正,开关Sap控制a相电流,使ia>0。开关SON、Scn分别控制b相和c相电流,使ib<0,ic<0。三相电流中ia最大,Sap可以在[0,30°]范围内导通,而Sbn、Scn将交替通/断,能量从输入端传递到输出端。Sbn导通时,ia=IL,ib=—IL,。若Scn导通,ia=IL,ic=—ILo当Sbn,Scn关断时,IL通过续流二极管续流,输入端不再向输出端传送能量。用这种控制方法,可能使某一相的两个开关管将同时导通。例如,当Sbn导通时,Sbp的门极信号可能同时也为“on”,但由于串联二极管的反偏置,Sbp中没有电流流过。

  由于采用的是高频PWM控制开关,所以三相Buck整流器的平均输人相电流可以和输人正弦电压波形相同。输人电流的基波分量直接由占空比控制,所以和Boost整流器相比,三相COM Buck整流器的控制更简单,无须另加电流控制器。它的另外一个优点是,启动时的浪涌电流容易用占空比控制。它的输出电压较低、控制、保护简单也是它的优点之一。但是三相Buck整流桥的每一个开关都串联了一个二极管,和Boost整流器相比,器件的耐电流量要求更高,导通损耗也更大,所以三相Buck整流器的效率一般比较低。在三相整流桥的输出端并联的续流二极管,可以减小导通损耗。由于输入电流是不连续的,所以相应的输人滤波器也比较大。

  每的电流都有三个电流值,以a相为例:

  开关状态Sap(on)San(on) Sap、San(on或off)

  ia IL -IL 0

  若某相的占空比与相电压成正比,则该相的平均输人电流与输人电压的波形相同,从而使PF=1o为了避免输出滤波电感过大,最大输出电压Uo应小于1.5 Um。

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