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学术简报｜新方法可有效抑制PFC变换器的电压尖峰问题
有源功率因数校正（Power Factor Correction, PFC）技术是抑制谐波电流、提高功率因数的有效方法，也是近年来电力电子技术领域中的研究重点。通常PFC技术包括单级型和两级型两类，单级PFC变换器采用一级功率变换电路同时完成PFC与DC-DC变换的功能，具有简单、高效等优势，是PFC技术的重要发展方向。
目前，关于单级PFC技术的研究大多集中在中小功率领域，中大功率领域的研究相对较少。在中大功率领域，变换器通常采用全桥式拓扑。其中，隔离全桥升压式结构具有开关管软开关、输入输出电气隔离以及不存在桥臂直通问题等优势，非常适合在隔离DC-DC变换器以及单相、三相单级PFC变换器中采用。
然而，隔离全桥升压式结构本身存在一个必须解决的问题：由于功率变压器一次侧漏感的存在，各开关管在关断瞬间承受很大的电压尖峰，严重降低了该类变换器运行的可靠性。
为了解决该类型变换器的电压尖峰问题，国内外研究人员进行了大量的研究工作，并提出了多种有效的抑制方法。已有的各种抑制方法大致可分为有源方式和无源方式两类。
代表性的有源抑制方式主要有：有学者采用了基本的单开关有源钳位电路，该方案是目前应用最多的抑制方法；有学者针对单相PFC变换器提出了一种改进的有源钳位电路；有学者介绍了一种双开关钳位电路；有学者分别采用了一种单开关辅助电路。
采用上述各种方法后，各类变换器的电压尖峰得到了有效抑制。然而，这些有源抑制方式存在着相同的缺陷：因额外引入一个（或多个）功率开关，增加了控制电路的复杂程度，从而降低了整个系统的可靠性。
目前典型的无源抑制方式主要有：
有学者利用RCD吸收电路来抑制电压尖峰，然而，采用该方法将会增加整个系统的损耗；
有学者通过在变压器一次侧增加LC谐振环节来抑制电压尖峰，该方法同时还实现了开关管的软开关，但是谐振环节的能量不能向输入或输出侧传输，因此同样增加了整个系统的损耗；
有学者在单相、三相PFC变换器中分别采用无源缓冲电路来抑制电压尖峰，该方法具有简单、可靠、无需控制的优势，然而由于缓冲电路中LC参数设计的限制，使得电压尖峰无法彻底消除，另外还增加了功率器件的电流应力；
有学者针对单相PFC变换器提出一种多级无源缓冲的电压尖峰抑制策略，然而由于结构的特殊性，该方法并不适合三相PFC变换器。
与有源方式相比，各种无源抑制方式具有结构简单、无需控制的优势。目前已有的无源抑制方式大多针对该类隔离DC-DC变换器以及单相PFC变换器提出。为此本文针对该类三相PFC变换器，提出一种基于无源钳位方式的电压尖峰抑制策略，所提方法也可用于该类隔离DC-DC变换器，但不适用于该类单相PFC变换器。与已有的无源缓冲方式相比，采用所提方法的三相单级PFC变换器具有电压尖峰抑制效果好、功率器件电流应力小的特点。
图11 实验平台照片
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