中心議題：
解決方案：
- 由三個分別帶隔離DC／DC變換的單相PFC并聯(lián)組成
- 由三個單相PFC在輸出端直接并聯(lián)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(gòu)成
功率因數(shù)校正(Power Factor CorrecTIon,，簡稱PFC)技術(shù)，尤其是有源功率因數(shù)校正(Active Power FactorCorrection,，簡稱APFC)技術(shù)可以有效的抑制諧波,，單相APFC技術(shù)的研究比較成熟，已有不少商業(yè)化的專用控制芯片,，如UC3854,，IRll 50，LTl508,，ML4819,。與單相功率因數(shù)校正整流裝置相比，三相PFC整流裝置具有許多優(yōu)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于工頻變化的量，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PFC整流裝置輸出功率的脈動周期僅為單相全波整流的三分之一,，脈動系數(shù)低,，因此可以使用容量較小的輸出電容，從而可以實現(xiàn)更快的輸出電壓動態(tài)響應,。
三相APFC技術(shù)正成為眾多學者研究的重點,，但其實現(xiàn)有一定的困難，而且還未見成熟的專用控制芯片,。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制芯片，制作出滿足要求的三相APFC裝置,。下面介紹幾種由單相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(shù)優(yōu)勢是：
(1)無需研究新的拓撲和控制方式，可直接應用發(fā)展比較成熟的單相PFC拓撲,，以及相應的單相PFC控制芯片和控制方法；
(2)電路由多個單相PFC同時供電，如果某一相出現(xiàn)故障,，其余兩相仍能繼續(xù)向負載供電,，電路具有冗余特性；
(3)由于單向模塊的使用,，因此需要更少的維護和維修,，而且有利于產(chǎn)品的標準化；
(4)與三相PFC相比,，不需要高壓器件等,。
下面將對由單相PFC實現(xiàn)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并聯(lián)組成的方法
每個單相PFC后跟隨一個隔離型DC／DC變換器,，DC／DC變換器輸出端并聯(lián)起來,，形成一個直流回路后向負載供電，如圖1所示,。此類電路即可采用三相三線制接法,，也可用三相四線制的接法，很靈活且很簡單,。而且此類電路都可設計成單級形式,，從而減少功率等級且動態(tài)響應比較快。但該類電路由三個完全獨立的單相PFC及DC／DC變換器組成,，由于需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,。
(1)單相PFC電路由全橋電路構(gòu)成
圖2電路的特點是DC／DC的開關(guān)控制比較簡單,，相對于其它電路更適合于大功率場合的應用。但是由于隔離變壓器反射電壓的影響,，全橋電路相對于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(gòu)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型電路的結(jié)構(gòu)比較簡單,，同全橋電路相似,，由于隔離變壓器反射電壓的影響，其相對于反激電路來說也有較大的電流失真,，但其諧波仍可以限定在比較低水平,，達到IEC—1000的要求。另外,，其可實現(xiàn)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(gòu)成
圖4所示反激式電路有比較接近正弦的相電流,，而且功率因數(shù)也更接近于單位功率因數(shù),。由于其本身的結(jié)構(gòu)特點,，所以不必以增加電壓為代價即可達到隔離的作用。但相對于前兩種電路其功率不容易做大,。
(4)單相PFC電路由SEPIC電路構(gòu)成
在Boost變換中,，傳統(tǒng)的隔離在此種情況下的應用并不理想，因為在電流連續(xù)情況下,，器件將產(chǎn)生高的電壓應力,，在電流斷續(xù)情況下將產(chǎn)生較大的輸入電流失真。圖5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于Boost電路,，因此具有Boost電路的優(yōu)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在輸出端直接并聯(lián)組成的方法
圖6是將3個單相PFC變換器在其輸出端直接并聯(lián)而成的,，因此結(jié)構(gòu)相對較簡單,。由于該電路是三個單相。PFC變換器在輸出端直接并聯(lián)而成的,，各相之間存在較嚴重的耦合,。下面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后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。
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(guān)PFC的并聯(lián),。盡管|Uab|≠|Uck|，但采用適當控制可以使兩個電路平分輸出電壓,，這一特性能夠抵消電容中的低頻紋波,，從而有效地減少電容的溫升,，延長電容的壽命。因為每個電路獨立工作,，所以兩個功率開關(guān)的開通和關(guān)斷互不影響,。不足是不能在整個負載范圍實現(xiàn)功率因數(shù)校正等。
4)由矩陣式DC／DC變換器構(gòu)成的方法
新穎組合式三相APFC拓撲結(jié)構(gòu)示意圖如圖11所示,，該電路由三個單相PFC電路組合而成，與前面所介紹的三相組合式PFC電路極其相似,，不同點在于,，該電路中三個單相PFC的輸出并不是直接將三個單相直流輸出電壓并聯(lián)，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(guān)鍵在于引入了矩陣變壓器技術(shù)，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(jīng)逆變后的交變電壓相位、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(xiàn)的等效電路圖這一技術(shù)難題,。
2 結(jié)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／DC的做法雖然可以解決此問題,，但其代價就是使電路所用的器件增多。隔離電感和隔離電容的加入可以對耦合加以抑制,，而且在中小功率場合也有一定的實用價值,。通過矩陣變換器實現(xiàn)的電路解決了這一技術(shù)難題，三個單相PFC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(xiàn)三相PFC的種種優(yōu)勢,，上述各種方法還是有一定應用前景,。