← 返回
一族单相背靠背式三电平PFC电路研究
A Family of Single-Phase Back-to-Back Three-Level PFC Converters
| 作者 | 马辉 · 刘惠群 · 向昆 · 范李平 · 姚俊伟 · 王灿 · 黄悦华 |
| 期刊 | 中国电机工程学报 |
| 出版日期 | 2025年16月 |
| 卷/期 | 第 45 卷 第 16 期 |
| 技术分类 | 电动汽车驱动 |
| 技术标签 | 单相逆变器 PFC整流 三电平 |
| 相关度评分 | ★★★★★ 5.0 / 5.0 |
| 关键词 | 背靠背式三电平功率因数校正变换器 谐波含量 等效开关频率 闭环控制 调制技术 |
版本:
通过融合背靠背式两电平无桥功率因数校正电路与双向开关管，构建了一类开关器件少的背靠背式三电平功率因数校正变换器（BT-PFC）。其直流侧采用级联或嵌入结构，在工频周期内可输出五种电压电平，有效降低谐波含量与等效开关频率。本文详细分析了BT-PFC的电路结构、工作原理、拓扑特性、解耦闭环控制及调制策略。实验搭建1 kW/400 V样机（输入220 V/50 Hz），验证了所提单相三电平BT-PFC方案的可行性与理论分析的正确性。
通过对背靠背式两电平无桥功率因数校正电路与双向开关管的融合,构造一族具有开关器件数量少的背靠背式三电平功率因数校正变换器(back-to-back three-level power factor correction converter,BT-PFC).背靠背式无桥功率校正电路直流侧采用级联或嵌入构造方式,可实现工频周期内桥臂电压输出5种电压电平,有效减小谐波含量和降低等效开关频率.该文对所提BT-PFC变换器的电路级联式/嵌入式结构、工作原理、电路拓扑特性、解耦型闭环控制和调制技术等方面进行详细分析.最后,对BT-PFC-Ⅵ电路搭建实验样机,其输入为220V/50Hz,输出为1 kW/400V,实验结果表明所提单相BT-PFC三电平推导方案的可行性,同时验证电路拓扑理论分析的正确性.
S
SunView 深度解读
该背靠背式三电平PFC技术对阳光电源车载充电及储能产品具有重要应用价值。其少开关器件、五电平输出特性可直接应用于：1）新能源汽车OBC充电机，降低输入电流THD，提升功率密度，符合车规级小型化需求；2）ST储能变流器AC-DC整流级，减少滤波器体积，提高电网侧电能质量；3）充电桩功率模块，优化谐波性能满足国标要求。其解耦控制策略可融入阳光现有三电平拓扑控制平台，双向开关管设计与SiC器件结合可进一步提升效率。建议在10-30kW功率等级产品中验证工程化应用，重点关注成本与可靠性优化。