三电平三相VIENNA PFC基本原理
时间：2021-08-19 15:23:48
[导读]三电平三相VIENNA结构具有元件数量少、各相驱动信号不需要死区时间的优点，广泛应用于大功率电源的PFC中，如电动汽车充电桩，工业电源。图1：电动汽车充电桩图2：三电平三相VIENNAPFC电路1、基于单相PFC向三电平单相VIENNAPFC结构的演变图3的电路结构为正、负半周分...
三电平三相VIENNA结构具有元件数量少、各相驱动信号不需要死区时间的优点，广泛应用于大功率电源的PFC中，如电动汽车充电桩，工业电源。
图1：电动汽车充电桩
图2：三电平三相VIENNA PFC电路
1、基于单相PFC向三电平单相VIENNA PFC结构的演变
图3的电路结构为正、负半周分别控制的单相PFC，经常应用于在线式UPS。
图3：正、负半周分别控制的单相PFC
图4：正、负半周电路各加二个单向导通二极管
图5：正、负半周电路的电感换位
图6：输入电感合并
图7：图形调整
图8：图形调整
电路工作在负半周，B点左边输入二极管反偏，B、B1连接在一起不影响电路的工作。
电路工作在正半周，Q1导通，B、B1点均为地电位；Q1关断，B点为高电位，B1点右边二极管反偏，B、B1连接在一起不影响电路的工作，因此，B、B1点可以连接在一起。同样，C、C1也可以连接在一起。
B、B1点合并，同时C、C1点合并后电路图所图9所示。
图9：B、B1点合并，C、C1点合并
图10：MOSFET合并
经过上面的变形，就形成的基本的单相三电平VIENNA PFC。三个单相三电平VIENNA PFC组合在一起，就组成三相三电平VIENNA PFC。
2、单相三电平VIENNA PFC工作原理
单相三电平VIENNA PFC工作原理有4个模式，分析如下。
2.1、A相为正电流，ua>0
(1)、模式1：Sa开通，VF=VM，A相电流ia的方向为：
N-La-Da1-Sa-Da2-M
ia>0uLa=ua>0
图11：模式1
(2)、模式2：Sa 关断，VFM=Vdc/2，A相电流ia的方向为：N-La-Da1-Da5-C1-M
C1充电。
图12：模式2
2.2、A相为负电流，ua<0
(3)、模式3：Sa开通，VF=VM，A相电流ia的方向为：M-Da3-Sa-Da2-La-N
ia<0uLa=ua<0
图13：模式3
(4)、模式4：Sa 关断，VFM=-Vdc/2，A相电流ia的方向为：M-C2-Da6-Da4-La-N
C2充电
图14：模式4
三相三电平VIENNA PFC的功率MOSFET开通和关断波形如图15、图16所示，测量条件：Vac=380Vac，Vo=750V，Io=20A。
图15：开通波形
图16：关断波形松哥电源（微信公众号：adlsong2016）：探讨电源理论，分析电源应用，分享电源新思维！更多技术文章，请关注以下公众号
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