三相双开关四线PFC电路CCM控制策略的研究
1 三相双开关PFC电路CCM下的工作原理
1.1 主电路结构
电路将三相交流电的中性线与2个串联开关管S1,S2的中点以及2个串联电容C1,C2的中点相连接,构成三电平(正、负电压和零电压)结构,2个串联电容分别并联平衡电阻R1,R2,使上、下半桥作用于电容C1,C2的输出电压相等。电路结构如图1所示。
由于中性线的存在,上下半桥相互独立,形成部分解耦的基础,并且开关器件承受的电压只有输出电压的1/2,降低了对开关管的选型要求。在此基础上提出一些新的双开关拓扑结构,但结构复杂,难以控制。
1.2 过程分析
由上述分析,上、下半桥可作为独立结构分析。以上半桥为例,等效电路图如图2所示。
由三相电压的对称特性,每2π/3的区间里,只有一相正相电压最大,如果能使每相的瞬时电流在2π/3的区间里跟踪其最大相电压,即可实现最大程度的电流校正。根据这样的思路,现分析[π/6~5π/6]中a相电流的变化,因为这段区间Ua最大,可分3个阶段分析。
第1阶段[π/6~π/3],Ua>Uc>O,在t0时刻开通S1,a相和c相电感同时充电,导通时间ton,这段时间的等效电路如图3所示。由于开关器件载波频率远大于工频,因此对于S1开关周期电路分析可将三相电源等效为对应的直流电压源。基于此假设可知,载波频率越高,电流波形越接近推理结果。此时的a相电流参见式(1):
式中:ILc(t0)为c相电流初值。
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