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PFCzhengliuzhuangzhishuchugonglvdemaidongzhouqijinweidanxiangquanbozhengliudesanfenzhiyi，maidongxishudi，yincikeyishiyongrongliangjiaoxiaodeshuchudianrong，congerkeyishixiangengkuaideshuchudianyadongtaixiangying。

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1所suo示shi。此ci類lei電dian路lu即ji可ke采cai用yong三san相xiang三san線xian製zhi接jie法fa

，也ye可ke用yong三san相xiang四si線xian製zhi的de接jie法fa，很hen靈ling活huo且qie很hen簡jian單dan。而er且qie此ci類lei電dian路lu都dou可ke設she計ji成cheng單dan級ji形xing式shi，從cong而er減jian少shao功gong率lv等deng級ji且qie動dong態tai響xiang應ying比bi較jiao快kuai。但dan該gai類lei電dian路lu由you三san個ge完wan全quan獨du立li的de單dan相xiangPFC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daoIEC—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tu5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|

，dancaiyongshidangkongzhikeyishilianggedianlupingfenshuchudianya，zheyitexingnenggoudixiaodianrongzhongdedipinwenbo
，congeryouxiaodijianshaodianrongdewensheng

，yanchangdianrongdeshouming。yinweimeigedianluduligongzuo
，suoyilianggegonglvkaiguandekaitongheguanduanhubuyingxiang。buzushibunengzaizhenggefuzaifanweishixiangonglvyinshuxiaozhengdeng。
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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。