中心議題：

• 由單相APFC組合成三相APFC的幾種方法

解決方案：

• 由三個分別帶隔離DC／DC變換的單相PFC並聯組成
• 由三個單相PFC在輸出端直接並聯組成
• 兩個單相PFC組成的三相PFC電路
• 由矩陣式DC／DC變換器構成

功率因數校正(Power Factor CorrecTIon，簡稱PFC)技術，尤其是有源功率因數校正(Active Power FactorCorrection
，簡稱APFC)技術可以有效的抑製諧波，單相APFC技術的研究比較成熟，已有不少商業化的專用控製芯片

，如UC3854
，IRll 50，LTl508
，ML4819。與單相功率因數校正整流裝置相比，三相PFC整流裝置具有許多優點：(1)輸入功率高，功率額定值可達幾千瓦以上；(2)單相PFC整流裝置輸入功率是一個兩倍於工頻變化的量
，但在三相平衡裝置中，三相輸入功率脈動部分的總和為零，輸入功率是一恒定值
，三相PFC整(zheng)流(liu)裝(zhuang)置(zhi)輸(shu)出(chu)功(gong)率(lv)的(de)脈(mai)動(dong)周(zhou)期(qi)僅(jin)為(wei)單(dan)相(xiang)全(quan)波(bo)整(zheng)流(liu)的(de)三(san)分(fen)之(zhi)一(yi)
，脈(mai)動(dong)係(xi)數(shu)低(di)，因(yin)此(ci)可(ke)以(yi)使(shi)用(yong)容(rong)量(liang)較(jiao)小(xiao)的(de)輸(shu)出(chu)電(dian)容(rong)，從(cong)而(er)可(ke)以(yi)實(shi)現(xian)更(geng)快(kuai)的(de)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)動(dong)態(tai)響(xiang)應(ying)。

三相APFC技術正成為眾多學者研究的重點，但其實現有一定的困難，而且還未見成熟的專用控製芯片。若能將單相APFC電路簡單整合成一個三相APFC電路，將能充分利用成熟的單相控製芯片，製作出滿足要求的三相APFC裝置。下麵介紹幾種由單相APFC組合成三相APFC的方法。

1 由單相APFC組合成三相APFC的幾種方法

單相PFC組合成三相PFC的技術優勢是：
(1)無需研究新的拓撲和控製方式，可直接應用發展比較成熟的單相PFC拓撲，以及相應的單相PFC控製芯片和控製方法
；
(2)電路由多個單相PFC同時供電，如果某一相出現故障
，其餘兩相仍能繼續向負載供電，電路具有冗餘特性
；
(3)由於單向模塊的使用，因此需要更少的維護和維修
，而且有利於產品的標準化
；
(4)與三相PFC相比
，不需要高壓器件等。

下麵將對由單相PFC實現三相PFC的幾種方法分別進行介紹。

1)由三個分別帶隔離DC／DC變換的單相PFC並聯組成的方法
每個單相PFC後跟隨一個隔離型DC／DC變換器，DC／DC變換器輸出端並聯起來，形成一個直流回路後向負載供電，如圖1suoshi。cileidianlujikecaiyongsanxiangsanxianzhijiefa，yekeyongsanxiangsixianzhidejiefa
，henlinghuoqiehenjiandan。erqiecileidianludoukeshejichengdanjixingshi，congerjianshaogonglvdengjiqiedongtaixiangyingbijiaokuai。dangaileidianluyousangewanquandulidedanxiangPFC及DC／DC變換器組成，由於需3個外加隔離的DC／DC變換器，因此用的器件比較多，成本較高。

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(1)單相PFC電路由全橋電路構成
圖2電路的特點是DC／DC的開關控製比較簡單


，相對於其它電路更適合於大功率場合的應用。但是由於隔離變壓器反射電壓的影響
，全橋電路相對於反激電路來說有更高的電流失真。

(2)單相PFC電路由Buck電路構成
圖3用三個單相Buck變換器組成的三相PFC示意圖，圖3所示Buck型(xing)電(dian)路(lu)的(de)結(jie)構(gou)比(bi)較(jiao)簡(jian)單(dan)，同(tong)全(quan)橋(qiao)電(dian)路(lu)相(xiang)似(si)，由(you)於(yu)隔(ge)離(li)變(bian)壓(ya)器(qi)反(fan)射(she)電(dian)壓(ya)的(de)影(ying)響(xiang)，其(qi)相(xiang)對(dui)於(yu)反(fan)激(ji)電(dian)路(lu)來(lai)說(shuo)也(ye)有(you)較(jiao)大(da)的(de)電(dian)流(liu)失(shi)真(zhen)，但(dan)其(qi)諧(xie)波(bo)仍(reng)可(ke)以(yi)限(xian)定(ding)在(zai)比(bi)較(jiao)低(di)水(shui)平(ping)
，達(da)到(dao)IEC—1000的要求。另外，其可實現的功率等級的大小不如全橋高
，但比反激式電路要大。

(3)單相PFC電路由反激電路構成
圖4所suo示shi反fan激ji式shi電dian路lu有you比bi較jiao接jie近jin正zheng弦xian的de相xiang電dian流liu，而er且qie功gong率lv因yin數shu也ye更geng接jie近jin於yu單dan位wei功gong率lv因yin數shu。由you於yu其qi本ben身shen的de結jie構gou特te點dian，所suo以yi不bu必bi以yi增zeng加jia電dian壓ya為wei代dai價jia即ji可ke達da到dao隔ge離li的de作zuo用yong。但dan相xiang對dui於yu前qian兩liang種zhong電dian路lu其qi功gong率lv不bu容rong易yi做zuo大da。

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(4)單相PFC電路由SEPIC電路構成
在Boost變(bian)換(huan)中(zhong)，傳(chuan)統(tong)的(de)隔(ge)離(li)在(zai)此(ci)種(zhong)情(qing)況(kuang)下(xia)的(de)應(ying)用(yong)並(bing)不(bu)理(li)想(xiang)，因(yin)為(wei)在(zai)電(dian)流(liu)連(lian)續(xu)情(qing)況(kuang)下(xia)
，器(qi)件(jian)將(jiang)產(chan)生(sheng)高(gao)的(de)電(dian)壓(ya)應(ying)力(li)，在(zai)電(dian)流(liu)斷(duan)續(xu)情(qing)況(kuang)下(xia)將(jiang)產(chan)生(sheng)較(jiao)大(da)的(de)輸(shu)入(ru)電(dian)流(liu)失(shi)真(zhen)。圖(tu)5所示的電路是用隔離SEPIC電路組成的三相PFC電路，SEPIC變換器的輸入端類似於Boost電路，因此具有Boost電路的優點
，如有低的輸入電流失真和更小的EMI濾波器。在輸出端SEPIC電路像反激式變換器，從而不必以增加電壓為代價達到隔離的作用。

2)由三個單相PFC在輸出端直接並聯組成的方法
圖6是將3個單相PFC變換器在其輸出端直接並聯而成的，因此結構相對較簡單。由於該電路是三個單相。PFC變換器在輸出端直接並聯而成的，各相之間存在較嚴重的耦合。下麵給出一種其相應的電路
，如圖7所示，電路中三個單相PFC之間存在相互影響

，即使加入隔離電感和隔離二極管後也不能完全消除這種影響，導致電路的效率和輸入電流THD指標有所下降，所以在大功率場合很少應用，但在中小功率場合有一定的使用價值。

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3）由兩個單相PFC組成的三相PFC電路
圖8是由兩個單相PFC組成的三相PFC電路框圖
，圖9是其一種實際的應用電路圖，工作原理是
，三相輸入電壓Ua

，Ub，Uc(相位相差120°)。通過帶有中心抽頭的變壓器變成兩相電壓Uab和Uck(相位相差90°)，Uab和Uck。的矢量圖如圖10所示。

通過這樣的變換
，就變成兩個三相單開關PFC的並聯。盡管|Uab|≠|Uck|，但dan采cai用yong適shi當dang控kong製zhi可ke以yi使shi兩liang個ge電dian路lu平ping分fen輸shu出chu電dian壓ya

，這zhe一yi特te性xing能neng夠gou抵di消xiao電dian容rong中zhong的de低di頻pin紋wen波bo，從cong而er有you效xiao地di減jian少shao電dian容rong的de溫wen升sheng，延yan長chang電dian容rong的de壽shou命ming。因yin為wei每mei個ge電dian路lu獨du立li工gong作zuo，所suo以yi兩liang個ge功gong率lv開kai關guan的de開kai通tong和he關guan斷duan互hu不bu影ying響xiang。不bu足zu是shi不bu能neng在zai整zheng個ge負fu載zai範fan圍wei實shi現xian功gong率lv因yin數shu校xiao正zheng等deng。
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4)由矩陣式DC／DC變換器構成的方法
新穎組合式三相APFC拓撲結構示意圖如圖11所示，該電路由三個單相PFC電路組合而成，與前麵所介紹的三相組合式PFC電路極其相似

，不同點在於
，該電路中三個單相PFC的輸出並不是直接將三個單相直流輸出電壓並聯，而是通過高頻矩陣式功率變換器，使三個單相PFC直流輸出耦合成一路直流輸出。該電路的關鍵在於引入了矩陣變壓器技術，充分利用了矩陣變壓器磁耦合原理。其等效電路圖如圖12所示。

三個單相PFC經逆變後的交變電壓相位、頻率
、幅值相同
，通過三相矩陣高頻變壓器的耦合

、變壓及隔離，輸出所需要的直流電壓。三個單相PFC獨立性比較強，輸出之間相互電氣隔離，解決了三個單相PFC之間相互影響的圖12利用矩陣變換器實現的等效電路圖這一技術難題。

2 結束語

三相PFC整流電路遇到的一個很大的難題就是三相之間的耦合
，上述各種方法已分別對此難題進行了相應的解決。每相分別加隔離DC／DCdezuofasuirankeyijiejueciwenti
，danqidaijiajiushishidianlusuoyongdeqijianzengduo。gelidianganhegelidianrongdejiarukeyiduiouhejiayiyizhi
，erqiezaizhongxiaogonglvchangheyeyouyidingdeshiyongjiazhi。tongguojuzhenbianhuanqishixiandedianlujiejuelezheyijishunanti
，sangedanxiangPFC獨立性比較強，輸出之間相互電氣隔離。當然代價也是使用器件相對較多。但是考慮到由單相PFC實現三相PFC的種種優勢，上述各種方法還是有一定應用前景。