三电平整流器的PFC及中点平衡控制方法.docx

三电平整流器的PFC及中点平衡控制方法
三电平整流器的PFC及中点平衡控制方法
摘要：三电平整流器是一种新型的变流器,由于其具有高效率、低谐波污染等优点而得到了广泛的应用。本文主要介绍三电平整流器的功率因数校正（PFC）及中点平衡控制方法。PFC主要是通过改善电网对变流器的支持，从而提高系统的效率和稳定性。中点平衡控制则是为了解决三电平整流器在实际应用中中点电位不平衡的问题，提高系统的可靠性和稳定性。
关键词：三电平整流器，功率因数校正，中点平衡控制
1.引言
三电平整流器是一种变流器，由于其具有高效率、低谐波污染等优点而得到了广泛的应用。三电平整流器由两个半桥电路连接而成，可以将输入电压分成三个电平。三电平整流器主要有两个问题，一是功率因数问题，二是中点电位不平衡问题。为解决这些问题，本文主要介绍三电平整流器的功率因数校正及中点平衡控制方法。
2.功率因数校正
功率因数（PowerFactor，PF）是以实际功率与视在功率的比值来表示电路的输入质量因素。当PF为1时表示电路对电网的支持最佳。在三电平整流器中，由于其非线性负载特性，输入质量因素往往会受到一些影响。在实际应用中，为提高系统的效率和稳定性，必须通过一定的控制手段对其进行优化。
PFC主要采用定电压、定电流控制方式，并且配合电容滤波器，将三电平整流器的输入电流与电压相互匹配，从而改善电网对变流器的支持。在满足电力管理方面的目标的同时，还要尽量避免造成其他方面的不利影响。
3.中点平衡控制
三电平整流器在实际应用中，由于各级半桥电路负载不同，使得半桥之间的电容电压不能完全平衡，最终导致中点电位不平衡。对于中点电位不平衡问题，目前主要有两种解决方案：一是通过软件调节直流侧的电容电压实现中点平衡，二是通过硬件控制方式实现中点平衡。下面将对这两种解决方案进行详细阐述。
3.1软件调节直流侧的电容电压
软件调节直流侧的电容电压是一种比较简单的解决方案。根据电容电压的大小，可将最低电位的电容电压调整到最高电位电容电压的平均值。这种方法简单易行，但由于电容电压的调整需要时间，所以对于快速变化的负载时容易出现中点电位不平衡的现象。
3.2硬件控制方式
硬件控制方式可以进一步提高中点电位的平衡性。主要是通过新型开关型逆变器（Switched-modeInverters，SMI）实现的。SMI的结构与传统三电平逆变器相似，但在电路结构上有所不同。SMI在三电平逆变器的基础上，加入了两个中性点附加电路，在中性点处切换，实现对中点电位的硬件控制。
SMI具有许多优点，如输出电压可控、输出电压成倍增长等，同时还具有中点电位平衡控制的功能。而且，SMI还具有强迫单元电压对称的作用，可以使单元电压得到修正，从而实现负载平衡。
4.结论
本文主要介绍了三电平整流器的功率因数校正及中点平衡控制方法。PFC主要是通过改善电网对变流器的支持，从而提高系统的效率和稳定性。中点平衡控制则是为了解决三电平整流器在实际应用中中点电位不平衡的问题，提高系统的可靠性和稳定性。通过软件调节直流侧的电容电压和硬件控制方式，可以实现该问题的解决。