三相功率因數校正技術研究

功率因數校正的基本思想是控制整流器的輸入電流跟蹤輸入正弦電壓。其控制方式可分為直接電流控制和間接電流控制。間接電流控制指控制輸入電感端電壓的幅值和相位，這個正弦電壓使得電感電流與輸入電壓同相，因此稱為幅值相位控制。其控制電路簡單，但其穩定性差以及存在直流偏移等缺點。目前用得最多的是直接電流控制，用輸入電流與參考電流比較，再用輸出的電流誤差控制開關動作。直接電流型控制分為：①峰值電流控制，次諧波振蕩問題在功率因數校正上更為嚴重，用得較少。②滯環電流控制，電流波形為純正弦，屬變頻控制。③平均電流控制，實現簡單，屬定頻控制。本文將滯環電流控制和平均電流控制運用于三相PFC，進行saber仿真研究。

3.1 滯環電流控制

3.11 滯環電流控制的實現原理

滯環電流控制的工作原理如圖3所示，當輸入電感采樣電流與電流基準相比較得到的電流誤差信號ie 大于正環寬+h時，滯環比較器輸出低電平，控制開關管使電感電流下降；而當ie低于負環寬-h時，滯環比較器輸出高電平，控制相應的開關管使電感電流上升，這樣總保持ie在正負環寬（h）內。

圖3 滯環電流控制原理圖

3.12 滯環電流控制仿真

采用滯環電流變頻控制，輸入電壓：220V；輸入電感：8mH；輸出電容：2400uH；輸入電壓頻率：50Hz；輸出電壓：750V；輸出功率：3kW。仿真波形如圖4.1到4.3。其中圖4.1中輸出電壓穩在750V，三相輸入電感采樣電流互差120°；圖4.2中為A相輸入電感電流與輸入電壓同頻同相的波形，實現PFC功能；圖4.3為A相上下橋臂管子sap和san的驅動波形，可以看出滯環電流控制為變頻控制。滯環電流控制系統中功率管的開關頻率與滯環寬度、輸入電感、輸入電壓以及輸出電壓等均有關系，所以滯環電流控制系統的滯環寬度和輸入電感大小應根據輸入和輸出電壓的要求以及滿足滯環控制原理的要求來進行設計，要保證滯環輸出的最高開關頻率低于開關管IGBT的極限頻率。

圖4.1 輸出電壓（上）和三相輸入電感電流波形（下）

圖4.2 A相輸入電壓和輸入電感電流波形

圖4.3 開關管sap (上)和san(下)的驅動波形