参数计算方法及公式分析,

以上分析了整流-PFC电路的工作原理，下面进行该电路主要参数的计算。

1）滤波电感L_i的计算。由式（9-11）得

考虑到重构电流连续，即i_s（t）≥0，有

由此得到滤波电感L_i的关系式

式（9-16）中，当k₁=1、ω₀t=π/2、cosω₀t=0时，L_i最小，可得到最小值L_min，即

另外，为保证电流的相移角小，提高功率因数，L_i的低频感抗必须远远小于等效的负载阻抗，因此有如下关系：

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设计滤波电感L_i时，应取L_min<L_i<L_max。

2）滤波电容C的计算。由式（9-12）得到C上的电压波动Δu_C（t），即

设计电路时规定Δu_Cm的限定值，可求出电容C的参数。

本章研究了低成本变频器的功率因数校正和谐波治理问题。基于使用廉价可靠的常用六开关IPM器件的考虑，本章在整流-PFC电路环节重点研究了半桥倍压和单开关两种PFC电路方案。结合四开关三相逆变桥，本文确定了A型和B型两种低成本变频器主电路方案。A型和B型主电路的共同特点是在原有六开关IPM模块基础上采用四开关三相逆变桥技术，充分利用节省下来的功率开关完成功率因数校正与谐波治理任务。

A型电路性价比良好，在欧美受到重视，但在中国应用遇到较大困难。原因是我国单相交流电压的有效值为220V，是欧美国家110V的2倍。加上A型电路采用了Boost升压斩波技术，其直流母线电压必须稳定在700～800V之间，显然对IPM模块的电压额定参数和直流母线电压的稳定性与安全性提出了较高的要求。

根据这些情况，本文提出了如图9-4所示的B型电路方案。该电路采用了技术比较成熟的单开关PFC电路，使母线电压降为A型电路的1/2。该电路较好地解决了母线工作电压过高的问题，但也存在许多不足，如不能实现能量双向流动、控制电容C₁与C₂的均衡分压比较A型电路困难、泄能电阻使电路能耗增加等。

文中比较详尽地分析了A型电路实现PFC功能的基本工作原理。分析表明，在重构电流的过程中，分时出现两只电容一只倍压反向放电，另一只电容出现正向充电的现象，加剧了直流母线电压电容分配的不均衡。同时，为了防止在电压峰值附近同时出现两只电容一只放电、另一只充电，致使重构电流失真的异常现象，必须提高母线电压。但母线电压的提高如不加以限制，将危及功率器件的安全运行。这些分析结果都表明了母线电压的均衡分配与平稳控制的至关重要（关于这一问题的研究将在第10章展开）。根据A型电路的工作原理，进行了稳态分析和参数计算，得到了输出功率、功率因数、滤波电感L_i、功率电容C等参数的计算公式，并进行验证实验。

最后分析了B型电路实现PFC功能的基本工作原理，研究了改进措施。基本思路是把整流与逆变两部分电路有机联系与相互协调，充分利用或兼容原有变频器的硬件资源，配合系统控制器DSP灵活强大的软件功能以替代专用芯片的硬件功能。根据B型电路的工作原理进行了稳态分析和参数计算研究，得到了滤波电感L_i、功率电容C等参数的计算公式，并进行了相应验证实验。