一种高功率因数大功率高压电源装置的制作方法

本发明涉及电源领域，具体是一种高功率因数大功率高压电源装置。

背景技术：

1、越来越多电源装置应用，给电网造成严重污染，谐波和无功问题日益受到重视。单相pfc技术的研究比较成熟，已有较多商业化的专用芯片，与单相pfc整流相比，三相pfc装置具有很多优点：功率密度高、脉动系数小、较小的输出电容，但三相pfc，未有成熟专用控制芯片，实现较复杂。目前常用三相pfc方案：1.维也纳（vienna）整流方案；2.六开关三相pwm整流方案；3.3x1-phase整流方案。

2、维也纳（vienna）整流方案存在问题：

3、三电平控制方案，无专用控制芯片，需采用dsp等数字控制器，成本较高，控制算法复杂（常用矢量控制），需要精确的相位和幅值控制且需要平衡母线输出中点电压，整流产生的谐波较大，emi较差，对于一些小型化和低成本的应用，该电路较为庞大和昂贵。

4、六开关三相pwm整流方案存在问题：

5、控制算法复杂且存在上下桥臂直通问题，频率较高时，需成本更高的sic-mos管，不适用于低成本的应用。

6、3x1-phase整流方案存在问题：

7、相比使用具有复杂控制的专用三相拓扑结构，一种更简单的替代方法就是使用三个具有中性线连接的单相pfc，由于使用中性线，功率密度较低，使得电网昂贵且单相pfc无法处理几千瓦以上的功率。

8、因此，需要一种控制简单、emi良好、低成本、功率密度高的整流方案来获取高压电源。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种高功率因数大功率高压电源装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种高功率因数大功率高压电源装置，包括：

4、三个高功率因数大功率高压电源电路，用于将三相交流电变压后输出给整流输出电路；

5、整流输出电路，用于将输入的交流电转化为直流电输出；

6、高功率因数大功率高压电源电路包括：

7、电压输入模块，用于引入两相交流电，输出给整流滤波模块；三相交流电的每一相交流电分别通过导线连接两个电压输入模块；

8、整流滤波模块，用于将输入两相交流电转化为脉动直流电，输出给升压输出模块；

9、升压输出模块，用于接收交错pfc控制模块的pwm驱动信号，对脉动直流电升压，获取升压直流电，将升压直流电输出给逆变变压模块；

10、交错pfc控制模块，用于输出pwm驱动信号；

11、逆变变压模块，用于将升压直流电转化为交流电后改变电压大小输出；

12、电压输入模块的输出端连接整流滤波模块的输入端，整流滤波模块的输出端连接升压输出模块的第一输入端，交错pfc控制模块的输出端连接升压控制模块的第二输入端，升压控制模块的输出端连接逆变变压模块的输入端，三个高功率因数大功率高压电源电路的三个逆变变压模块的输出端连接整流输出电路的输入端。

13、作为本发明再进一步的方案：整流滤波模块包括整流器v1、电容c1，整流器v1的第一端、第三端引入两相交流电，整流器v1的第四端连接公共点gnd，整流器v1的第二端连接电容c1的一端、升压输出模块的第一输入端，电容c1的另一端连接公共点gnd。

14、作为本发明再进一步的方案：升压输出模块包括电感l1、电感l2、mos管v3、mos管v5、二极管v7、二极管v9、电容c3，电感l1的一端连接电感l2的一端、整流滤波模块的输出端，电感l1的另一端连接二极管d9的正极、mos管v5的d极，mos管v5的s极连接公共点gnd，电感l2的另一端连接二极管d7的正极、mos管v3的d极，mos管v3的s极连接公共点gnd，mos管v3的g极连接交错pfc控制模块，mos管v5的g极连接交错pfc控制模块，二极管d9的负极连接二极管d7的负极、电容c3的一端、逆变变压模块的输入端，电容c3的另一端连接公共点gnd。

15、作为本发明再进一步的方案：升压输出模块工作过程中，mos管v3和mos管v5交错导通，在mos管v3导通时，电流通过电感l2、mos管v3流经公共点gnd，在mos管v3截止时，电感l2的电流通过二极管v7输出至电容c3；在mos管v5导通时，电流通过电感l1、mos管v5流经公共点gnd，在mos管v5截止时，电感l1的电流通过二极管v9输出至电容c3，使得电容c3上的电压上升。

16、作为本发明再进一步的方案：逆变变压模块包括逆变器x1、变压器t1，逆变器x1的输入端一端连接升压输出模块的输出端，逆变器x1的输入端另一端连接公共点gnd，逆变器x1的输出端连接变压器t1的输入端。

17、作为本发明再进一步的方案：三个高功率因数大功率高压电源电路共有三个逆变变压模块，三个逆变变压模块共有三个变压器，第一个变压器t1的输出端一端连接整流输出电路的输入端，第一个变压器t1的输出端另一端连接第二个变压器t2的输出端一端，第二个变压器t2的输出端另一端连接第三个变压器t3的输出端一端，第三个变压器t3的输出端另一端连接整流输出电路的输入端。

18、作为本发明再进一步的方案：交错pfc控制模块输出的两个pwm驱动信号相位相差180°。

19、与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明三个回路具有相同电路参数，无需考虑复杂控制算法以及三相均衡问题；不需要中线；每个回路为两相输入，相较于单相输入（如3x1-phase整流方案），功率密度扩大3倍；采用输入两相交错方案，减小输入电容纹波电流、电容体积以及开关损耗；无需精确的相位和幅值控制；对于一些小型化和低成本的应用，本发明具有无复杂控制算法、成本低、功率密度高、emi良好等特点。

技术特征：

1.一种高功率因数大功率高压电源装置，其特征在于，该高功率因数大功率高压电源装置包括：

2.根据权利要求1所述的高功率因数大功率高压电源装置，其特征在于，整流滤波模块包括整流器v1、电容c1，整流器v1的第一端、第三端引入两相交流电，整流器v1的第四端连接公共点gnd，整流器v1的第二端连接电容c1的一端、升压输出模块的第一输入端，电容c1的另一端连接公共点gnd。

3.根据权利要求1所述的高功率因数大功率高压电源装置，其特征在于，升压输出模块包括电感l1、电感l2、mos管v3、mos管v5、二极管v7、二极管v9、电容c3，电感l1的一端连接电感l2的一端、整流滤波模块的输出端，电感l1的另一端连接二极管d9的正极、mos管v5的d极，mos管v5的s极连接公共点gnd，电感l2的另一端连接二极管d7的正极、mos管v3的d极，mos管v3的s极连接公共点gnd，mos管v3的g极连接交错pfc控制模块，mos管v5的g极连接交错pfc控制模块，二极管d9的负极连接二极管d7的负极、电容c3的一端、逆变变压模块的输入端，电容c3的另一端连接公共点gnd。

4.根据权利要求3所述的高功率因数大功率高压电源装置，其特征在于，升压输出模块工作过程中，mos管v3和mos管v5交错导通，在mos管v3导通时，电流通过电感l2、mos管v3流经公共点gnd，在mos管v3截止时，电感l2的电流通过二极管v7输出至电容c3；在mos管v5导通时，电流通过电感l1、mos管v5流经公共点gnd，在mos管v5截止时，电感l1的电流通过二极管v9输出至电容c3，使得电容c3上的电压上升。

5.根据权利要求1所述的高功率因数大功率高压电源装置，其特征在于，逆变变压模块包括逆变器x1、变压器t1，逆变器x1的输入端一端连接升压输出模块的输出端，逆变器x1的输入端另一端连接公共点gnd，逆变器x1的输出端连接变压器t1的输入端。

6.根据权利要求1或5所述的高功率因数大功率高压电源装置，其特征在于，三个高功率因数大功率高压电源电路共有三个逆变变压模块，三个逆变变压模块共有三个变压器，第一个变压器t1的输出端一端连接整流输出电路的输入端，第一个变压器t1的输出端另一端连接第二个变压器t2的输出端一端，第二个变压器t2的输出端另一端连接第三个变压器t3的输出端一端，第三个变压器t3的输出端另一端连接整流输出电路的输入端。

7.根据权利要求1所述的高功率因数大功率高压电源装置，其特征在于，交错pfc控制模块输出的两个pwm驱动信号相位相差180°。

技术总结本发明公开了一种高功率因数大功率高压电源装置，涉及电源领域，该高功率因数大功率高压电源装置包括：三个高功率因数大功率高压电源电路，用于将三相交流电变压后输出给整流输出电路；整流输出电路，用于将输入的交流电转化为直流电输出；与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明三个回路具有相同电路参数，无需考虑复杂控制算法以及三相均衡问题；不需要中线；每个回路为两相输入，相较于单相输入，功率密度扩大3倍；采用输入两相交错方案，减小输入电容纹波电流、电容体积以及开关损耗；无需精确的相位和幅值控制；对于一些小型化和低成本的应用，本发明具有无复杂控制算法、成本低、功率密度高、EMI良好等特点。技术研发人员：张辰,何柱,刘子欢受保护的技术使用者：安徽明辨电子科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/10/17