AC/DC 变换器是电力电子装置中最为常用的一种变换器,为了减小其对电网的污染、提高输入功率因数,人们正在广泛使用功率因数校正(PFC)技术。 目前,单相功率因数校正技术已比较成熟,但三相功率因数校正技术仍处于需进一步研究开发阶段。采用 Boost 电感型的三相 PFC 电路由于具有总谐波失真 THD 较小,功率因数接近 1 的优点而得到广泛的应用。但其单级性结构使得在中大功率的实际应用中受到开关电压应力因素的限制。 本文在多电平变换技术、功率因数校正技术以及软开关技术这三个电力电子技术领域的研究热点之间找到了一个应用的契合点,研究了一种新颖的三电平三相单级性功率因数校正电路,该电路的优势之处在于其实现输入端三相功率因数校正的同时,开关器件承受的电压应力为直流母线电压的一半,便于开关器件的选取;而且通过合理的设计可以实现开关管的零电压(ZVS)开通,降低了开关损耗。 本文首先给出了几种常见的三相功率因数校正方案,分析了单级性功率因数校正变流器产生高电压应力的内在原因。接着对本文研究的变换器的工作过程和功率因数校正原理进行了详细分析,同时对输入电流进行了傅立叶分解和谐波分析,并利用PSPICE 软件仿真验证了该变换器的合理性。然后设计了一台实验装置,介绍了主电路中一些重要参数和元器件的选取,提出了一种基于 TMS320F240 DSP 芯片的新型移相数字控制方案。最后给出了实验装置的实验波形和实测数据。 本文通过理论分析、仿真研究和实验验证,证实了这种三电平三相单级性功率因数校正变换电路的合理性和可行性。变换器的输入功率因数较高,基本在 0.99 左右。