引言

電力電子裝置的廣泛應用，給公用電網造成嚴重污染，諧波和無功問題日益受到重視。為了減輕電力污染的危害程度，許多國家紛紛制定了相應的標準，如國際電工委員會的諧波標準IEEE555—2和IEC—1000—3—2等。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）技術可以有效的抑制諧波，已成為研究的熱點。

單相APFC技術的研究比較成熟，已有不少商業化的專用控制芯片，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于工頻變化的量，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整流裝置輸出功率的脈動周期僅為單相全波整流的三分之一，脈動系數低，因此可以使用容量較小的輸出電容，從而可以實現更快的輸出電壓動態響應。

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制芯片。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制芯片，制作出滿足要求的三相APFC裝置。

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制方式，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 控制芯片和控制方法；（2）電路由多個單相PFC同時供電，如果某一相出現故障，其余兩相仍能繼續向負載供電，電路具有冗余特性；（3）由于單向模塊的使用，因此需要更少的維護和維修，而且有利于產品的標準化；（4）與三相PFC相比，不需要高壓器件等。

下面將對由單相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并聯組成的方法

每個單相PFC后跟隨一個隔離型DC/DC變換器，DC/DC變換器輸出端并聯起來，形成一個直流回路后向負載供電，如圖1所示。此類電路即可采用三相三線制接法，也可用三相四線制的接法，很靈活且很簡單。而且此類電路都可設計成單級形式，從而減少功率等級且動態響應比較快。但該類電路由三個完全獨立的單相PFC及DC/DC變換器組成，由于需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。

（1）單相PFC電路由全橋電路構成

圖2電路的特點是DC/DC的開關控制比較簡單，相對于其它電路更適合于大功率場合的應用。但是由于隔離變壓器反射電壓的影響，全橋電路相對于反激電路來說有更高的電流失真。

（2）單相PFC電路由反激電路構成

圖4所示反激式電路有比較接近正弦的相電流，而且功率因數也更接近于單位功率因數。由于其本身的結構特點，所以不必以增加電壓為代價即可達到隔離的作用。但相對于前兩種電路其功率不容易做大。

（3）單相PFC電路由SEPIC電路構成

在Boost變換中，傳統的隔離在此種情況下的應用并不理想，因為在電流連續情況下，器件將產生高的電壓應力，在電流斷續情況下將產生較大的輸入電流失真。

圖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于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在輸出端直接并聯組成的方法

圖6是將3個單相PFC變換器在其輸出端直接并聯而成的，因此結構相對較簡單。由于該電路是三個單相。PFC變換器在輸出端直接并聯而成的，各相之間存在較嚴重的耦合。下面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后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。

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的并聯。

編輯：jq