三相不控整流威廉希尔官方网站 的PFC设计案例分析

PFC技术目前已经被成功应用到了中小功率开关电源产品的设计过程中，通过对功率因数校正的合理利用，工程师可以有效提升其工作效率。在今天的文章中，我们将会通过一个实际案例，来为各位新人工程师们进行实例解析，看在三相不控整流威廉希尔官方网站 中应当如何有效实现其PFC设计。

三相不控整流威廉希尔官方网站 是一种在中小功率开关电源设计中，比较常见的威廉希尔官方网站 设计类型。但是，这种威廉希尔官方网站 系统也有其本身的缺点，那就是即使负载等效为一个电阻，也不能获得满意的功率因数，需要人工进行PFC设计。出现这一问题的根本原因在于，三相不控整流威廉希尔官方网站 中三相电压通过不控整流桥互相耦合，输入电流是三个相电压的函数，不可能同时兼顾三相输入电流，使任何一相输入电流都不能独立控制为正弦波形，必须对三相输入电压进行解耦。下图中，图1所展示的是就一种大电容滤波的三相不控整流威廉希尔官方网站 结构。

图1 大电容滤波的三相不控整流威廉希尔官方网站

结合图1所给出的这种威廉希尔官方网站 结构，下面我们就来对该种大电容滤波的三相不控整流威廉希尔官方网站 进行仿真分析。在仿真模拟过程中，我们所设置的各项参数如下：输入相电压有效值Ui=220V/50Hz，输出滤波电容C=1800μF，负载R=50Ω。任意一相的输入相电压相电流波形如图2所示，图3为输入电流的谐波分析图，仿真测量的功率因数值为0.566。通过仿真结果可以看出，这种威廉希尔官方网站 具有功率因数低，输入电流的总谐波畸变程度大，输入谐波电流含量严重超标的缺点。

图2 大电容滤波的三相不控整流威廉希尔官方网站 输入电压电流波形

图3 大电容滤波的三相不控整流威廉希尔官方网站 输入电流谐波分析

在了解了这种大电容滤波的三相不控整流威廉希尔官方网站 的缺点之后，针对其本身所存在的缺陷，我们所采用的PFC改良方法，是选择桥前采用LC滤波器桥后采用电抗器对这一威廉希尔官方网站 系统进行重新设计，以此来达成PFC（功率因数校正）的目的。桥前采用LC滤波器桥后采用电抗器的三相无源PFC威廉希尔官方网站 如图4所示，其特点是分别在原有三相全桥整流威廉希尔官方网站 的交流输入侧加无源滤波器电感和电容，其三相交流输入端每相分别串联滤波电感L，输入滤波电容C采用三角形接法。同时在原有三相不控整流威廉希尔官方网站 的整流桥后负载之前串联一个电抗器。

图4 桥前采用LC滤波器桥后采用电抗器的三相无源PFC威廉希尔官方网站

在了解了图4所介绍的这种桥前采用LC滤波器桥后采用电抗器的三相无源PFC威廉希尔官方网站 设计情况后，下面我们就来针对这一三相无源PFC威廉希尔官方网站 进行Matlab软件仿真研究。主要仿真参数的设置情况如下：三相交流输入电压为Ui=220V/50Hz。输入滤波电容参数C1=C2=C3=20μF，输入滤波电感参数L1=L2=L3=10mH，三相整流桥输出滤波电容C=1800μF，电感L=15mH，负载电阻R=50Ω。

图5（a）桥前采用LC滤波器桥后采用电抗器的三相无源PFC威廉希尔官方网站 输入电压电流波形

图5（b）桥前采用LC滤波器桥后采用电抗器的三相无源PFC威廉希尔官方网站 输入电流谐波分析

经仿真后，这一进行了PFC设计的威廉希尔官方网站 的输入相电压Ui和相电流ii的仿真波形和输入电流的谐波分析图，分别如图5（a）、（b）所示。通过测量后，求得功率因数值为0.804总的谐波失真率THD=15.3%。通过对图5所给出的仿真结果与图3的对比后发现，在这种三相不控整流威廉希尔官方网站 的交流输入端加LC无源滤波器，能够有效降低输入相电流的THD值，提高了威廉希尔官方网站 的功率因数。整流桥后串联电抗器与未串联电抗器相比，电流波形改善非常明显。