【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力电子电路技术，具体涉及一种高功率因数软开关三相buck-boostpfc变换器及调制方法。
技术介绍
1、为满足谐波要求和标准，交流输入的电力电子变换器需要采用功率因数校正技术来提高用电设备的功率因数，从而降低电网谐波含量，确保电网安全可靠运行。
2、传统的pfc变换器通常是boost型pfc变换器，其输出电压过高，在大多数场合中，需要级联dc-dc变换器来实现降压功能，这会增加硬件成本和控制难度。不同于boost型pfc变换器，三相buck-boost pfc变换器可实现宽范围的电压输出，其在交流侧使用二极管整流桥将工频正弦交流电整流为单向脉动的直流电压，但由于二极管的导通压降较大，变换器输出功率较大时，流经二极管整流桥的电流会产生较大导通损耗，影响变换器的效率。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种高功率因数软开关三相buck-boost pfc变换器及调制方法。
2、实现本专利技术目的的技术解决方案为：一种高功率因数软开关三相buck-boost pfc变换器，包括十四个开关管qa1～qa4、qb1～qb4、qc1～qc4、qd1～qd2、能量传输电感l和输出滤波电容co，第一开关管qa1的源极与第二开关管qa2的源极相连，第二开关管qa2的漏极与第三开关管qa3的漏极相连，第四开关管qb1的源极与第五开关管qb2的源极相连，第五开关管qb2的漏极与第六开关管qb3的漏极相连，第七开关管qc1的源极与第八开关管qc2的源极，
3、一种用于所述的高功率因数软开关三相buck-boost pfc变换器的调制方法，具体如下：
4、定义三相输入电源a相相电压为va，b相相电压为vb，c相相电压为vc，定义幅值最大的线电压为最大线电压umax，幅值次大的线电压为次大线电压umed，电感两端的电压为vl，变换器的输出电压为vo，根据最大线电压和次大线电压的分布，将一个工频周期划分为12个扇区，以扇区一为例，定义扇区一下最大线电压为umax，次大线电压为umed，此时va>vb>vc，umax＝va-vc，umed＝va-vb，根据不同的调制策略，控制开关管开关状态，使得交流侧桥臂输出电压veo为最大线电压umax、次大线电压umed或零电压，直流侧桥臂输出电压vfo为输出电压vo或零电压，具体调制方法包括：
5、s1，若要使得交流侧桥臂输出电压veo为最大线电压umax，则控制第一开关管qa1、第七开关管qc1、第八开关管qc2、第九开关管qc3和第十开关管qa4处于导通状态，第二开关管qa2、第三开关管qa3、第四开关管qb1、第五开关管qb2、第六开关管qb3、第十一开关管qb4和第十二开关管qc4处于关断状态；
6、s2，若要使得交流侧桥臂输出电压veo为次大线电压umed，则控制第一开关管qa1、第四开关管qb1、第五开关管qb2、第六开关管qb3和第十开关管qa4处于导通状态，第二开关管qa2、第三开关管qa3、第七开关管qc1、第八开关管qc2、第九开关管qc3、第十一开关管qb4和第十二开关管qc4处于关断状态；
7、s3，若要使得交流侧桥臂输出电压veo为零电压，则控制第二开关管qa2、第三开关管qa3和第十开关管qa4处于导通状态，第四开关管qb1、第五开关管qb2、第六开关管qb3、第七开关管qc1、第八开关管qc2、第九开关管qc3、第十一开关管qb4和第十二开关管qc4处于关断状态；
8、d1，若要使得直流侧桥臂输出电压为vo，则控制第十三开关管qd1处于开通状态，第十四开关管qd2处于关断状态；
9、d2，若要使得直流侧桥臂输出电压为零电压，则控制第十三开关管qd1处于关断状态，第十四开关管qd2处于开通状态；
10、对于其余十一个扇区，根据各扇区的最大线电压和次大线电压，替换开关管的开关状态，对直流侧桥臂和交流侧的调制方法进行排列组合，进而完成对所述变换器的调制。
11、本专利技术与现有技术相比，其显著优点在于：1)取消使用二极管整流桥，避免了整流二极管的导通压降造成的导通损耗，提升了变换器的效率；2)变换器中所有开关管均可实现零电压开通，可进一步提升变换器的效率；3)变换器直流输出电压可高于交流输入电压峰值，也可低于交流输入电压峰值，即实现升降压输出功能，也适用于宽范围输出电压的应用场合。
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1.一种高功率因数软开关三相Buck-Boost PFC变换器，其特征在于，包括十四个开关管Qa1～Qa4、Qb1～Qb4、Qc1～Qc4、Qd1～Qd2、能量传输电感L和输出滤波电容Co，第一开关管Qa1的源极与第二开关管Qa2的源极相连，第二开关管Qa2的漏极与第三开关管Qa3的漏极相连，第四开关管Qb1的源极与第五开关管Qb2的源极相连，第五开关管Qb2的漏极与第六开关管Qb3的漏极相连，第七开关管Qc1的源极与第八开关管Qc2的源极，第八开关管Qc2的漏极与第九开关管Qc3的漏极相连，第三开关管Qa3的源极与第六开关管Qb3的源极、第九开关管Qc3的源极相连，第十开关管Qa4的源极与第一开关管Qa1的源极、第二开关管Qa2的源极相连，第十一开关管Qb4的源极与第四开关管Qb1的源极、第五开关管Qb2的源极相连，第十二开关管Qc4的源极与第七开关管Qc1的源极、第八开关管Qc2的源极相连，第十开关管Qa4的漏极与第十一开关管Qb4的漏极、第十二开关管Qc4的漏极相连，第十三开关管Qd1的源极与第十四开关管Qd2的漏极相连，第十四开关管Qd2的源极与第三开关管Qa3的源极、第
2.根据权利要求1所述的高功率因数软开关三相Buck-Boost PFC变换器，其特征在于，变换器中的所有开关管都由一个单向开关管和二极管反向并联组成。
3.根据权利要求2所述的高功率因数软开关三相Buck-Boost PFC变换器，其特征在于，所述单向开关管是三极管、IGBT或者MOSFET，当所述单向开关管为三极管或IGBT时，单向开关管的源极对应三极管或者IGBT的发射极，单向开关管的漏极对应三极管或者IGBT的集电极，二极管的阴极与单向开关管的漏极相连，二极管的阳极与单向开关管的源极相连；当所述单向开关管为MOSFET时，单向开关管的源极对应MOSFET的源极，单向开关管的漏极对应MOSFET的漏极，二极管为MOSFET的体二极管。
4.一种用于权利要求1～3任一项所述的高功率因数软开关三相Buck-Boost PFC变换器的调制方法，其特征在于，具体如下：
5.根据权利要求4所述的高功率因数软开关三相Buck-Boost PFC变换器的调制方法，其特征在于，当一个电感电流变换周期包含两个开关周期，交流侧桥臂输出电压Veo在第一个开关周期由Umax和0构成，在第二个开关周期由Umed和0构成，直流侧桥臂输出电压Vfo在两个开关周期均由Vo和0构成，电感两端电压VL在第一个开关周期由Umax、Umax-Vo、-Vo和0构成，在第二个开关周期由Umed、Umed-Vo、-Vo和0构成，执行调制策略一，具体如下：
6.根据权利要求4所述的高功率因数软开关三相Buck-Boost PFC变换器的调制方法，其特征在于，当一个电感电流变换周期包含一个开关周期，交流侧桥臂输出电压Veo由Umax、Umed和0构成，直流侧桥臂输出电压Vfo由Vo和0构成，电感两端电压VL由Umax、Umax-Vo、Umed-Vo、-Vo和0构成，执行调制策略二，具体如下：
...【技术特征摘要】
1.一种高功率因数软开关三相buck-boost pfc变换器，其特征在于，包括十四个开关管qa1～qa4、qb1～qb4、qc1～qc4、qd1～qd2、能量传输电感l和输出滤波电容co，第一开关管qa1的源极与第二开关管qa2的源极相连，第二开关管qa2的漏极与第三开关管qa3的漏极相连，第四开关管qb1的源极与第五开关管qb2的源极相连，第五开关管qb2的漏极与第六开关管qb3的漏极相连，第七开关管qc1的源极与第八开关管qc2的源极，第八开关管qc2的漏极与第九开关管qc3的漏极相连，第三开关管qa3的源极与第六开关管qb3的源极、第九开关管qc3的源极相连，第十开关管qa4的源极与第一开关管qa1的源极、第二开关管qa2的源极相连，第十一开关管qb4的源极与第四开关管qb1的源极、第五开关管qb2的源极相连，第十二开关管qc4的源极与第七开关管qc1的源极、第八开关管qc2的源极相连，第十开关管qa4的漏极与第十一开关管qb4的漏极、第十二开关管qc4的漏极相连，第十三开关管qd1的源极与第十四开关管qd2的漏极相连，第十四开关管qd2的源极与第三开关管qa3的源极、第六开关管qb3的源极、第九开关管qc3的源极相连；第一开关管qa1的漏极与三相交流源a相相连，第四开关管qb1的漏极与三相交流源b相相连，第七开关管qc1的漏极与三相交流源c相相连，三相交流源a相、b相、c相的另一端相连，能量传输电感l的一端与第十开关管qa4的漏极、第十一开关管qb4的漏极、第十二开关管qc4的漏极相连，定义为e端，能量传输电感l的另一端与第十三开关管qd1的源极、第十四开关管qd2的漏极相连，定义为f端，第十三开关管qd1的漏极连接输出滤波电容co的正端，第十四开关管qd2的源极连接输出滤波电容co的负端，定义为o端。
2.根据权利要求1所述的高功率因数软...
【专利技术属性】
技术研发人员：顾玲，熊逸群，龚胜超，阮新波，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：
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