[發(fā)明專利]一種高功率因數(shù)直流電源電路

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710004614.7
• 申請(qǐng)日: 2007-01-10
• 公開（公告）號(hào): CN101222184A
• 公開（公告）日: 2008-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林福泳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 林福泳;林福祥
• 主分類號(hào): H02M5/44
• 分類號(hào): H02M5/44;H02M5/458;H02M7/48;H02M7/537;H02M1/14
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• 代理人: 暫無(wú)信息

背景技術(shù)

高功率因數(shù)開關(guān)電源，目前的主要方法是用二級(jí)電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。即前級(jí)為功率因數(shù)校正電路，后級(jí)為DC?TO?DC轉(zhuǎn)換電路。這種電路的優(yōu)點(diǎn)是：可以實(shí)現(xiàn)較好的功率因數(shù)的校正，但其成本較高，而且提高了后級(jí)的轉(zhuǎn)換電壓，對(duì)后級(jí)的開關(guān)管的性能要求提高了。人們也提出了多種單級(jí)高功率因數(shù)電源電路，大多數(shù)都是通過(guò)增加開關(guān)管的損耗來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在開關(guān)管保護(hù)方面人們提出了很多的保護(hù)方法。主要有：有損保護(hù)和無(wú)損保護(hù)兩種，有損保護(hù)即吸收回路其具有電路簡(jiǎn)單成本低，但損耗較大，主要用在小功率開關(guān)電源。有損保護(hù)有兩種：一種是：有源無(wú)損保護(hù)，另一種是無(wú)源無(wú)損保護(hù)。這兩種電路都比較復(fù)雜成本較高。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明克服了上述技術(shù)的缺點(diǎn)，它將開關(guān)管保護(hù)技術(shù)和功率因數(shù)校正技術(shù)結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)開關(guān)管零電壓關(guān)斷，同時(shí)實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)校正。大大提高了開關(guān)管的可靠性，也大大降低電路成本。具有電路簡(jiǎn)單，成本低，可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。

圖1為結(jié)構(gòu)原理圖。

圖2為本發(fā)明的基本電源電路，其具體的接法如下：

整流硅橋B1的輸入端接交流工頻電源，輸出端并接電容C1，正極接變壓器T1的次級(jí)線圈，變壓器T1的次級(jí)線圈的另一端接二極管D1的正極；二極管D1的負(fù)極接電容C2的正極，電容C2的負(fù)極接整流硅橋輸出的負(fù)極；而極管D1的負(fù)極接變壓器T2的初級(jí)線圈，變壓器T2的初級(jí)線圈的另一端接二極管D2、D3的正極；D2的負(fù)極接場(chǎng)效應(yīng)管Q1的漏極，場(chǎng)效應(yīng)管Q1的源極接整流硅橋輸出的負(fù)極；二極管D2的負(fù)極接變壓器T1的初級(jí)線圈一端，此端與次級(jí)接整流硅橋輸出那一端為同名端，變壓器T1的初級(jí)線圈另一端接電容C3的一端，電容C3的另一端接整流硅橋輸出的負(fù)極；二極管D3的負(fù)極接電容C3和變壓器T1初級(jí)線圈的一端。變壓器T2的次級(jí)接次級(jí)輸出線路。

根據(jù)具體設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)需要二極管D2也可以省略。

其工作原理如下：

當(dāng)開關(guān)管Q1，導(dǎo)通時(shí)，電容C3上存有的電能通過(guò)變壓器初級(jí)T1，及Q1給電容C3放電；這時(shí)在次級(jí)變壓器T1次級(jí)產(chǎn)生感生電壓，此電壓與整流后輸入電壓一起通過(guò)D1，給電容C2充電。與此同時(shí)變壓器T2的初級(jí)有電流通過(guò)：(1)對(duì)于正激式電源，此時(shí)、在變壓器T2的次級(jí)產(chǎn)生感生電壓給次級(jí)線路充電(即初級(jí)的電能轉(zhuǎn)換成次級(jí)電能)；(2)對(duì)于反激式電源，此時(shí)、將電流的電能轉(zhuǎn)換變壓器T2的磁能，當(dāng)開關(guān)管Q1關(guān)斷時(shí)，將變壓器T2磁能轉(zhuǎn)化成次極電能。當(dāng)開關(guān)管Q1關(guān)斷瞬間，由于電容C3選擇比較小，電容C3兩端電壓為零，變壓器T2的漏感電能通過(guò)二極管D3給電容C3充電，由于關(guān)斷瞬間C3上的電壓為零從而實(shí)現(xiàn)開關(guān)管Q1的電壓的零關(guān)斷。根據(jù)電路的需要可以選擇適當(dāng)?shù)腃3電容值，以實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)校正。此電路的要點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)開關(guān)管電壓的零關(guān)斷，同時(shí)、又實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)校正。

開關(guān)管的控制方式有兩種：(1)開關(guān)管的開關(guān)頻率隨輸出功率變化而變化，輸出功率越大，開關(guān)頻率越高，即用脈頻調(diào)制法(PFM)，二極管D2在此控制方式可以省略；(2)開關(guān)的開關(guān)頻率不變，但開關(guān)時(shí)間隨輸出功率變化而變化，即用脈寬調(diào)制(PWM)，二極管D2在此控制方式不可以省略。

此電路可以加續(xù)流電路如圖3，其工作原理相近。

此電路可以用于半橋式電源電路如圖4。

此電路還可以用于電子鎮(zhèn)流器如圖5、圖6，圖5用于高強(qiáng)度放電燈，采用適當(dāng)?shù)目刂凭€路，可以避免聲振現(xiàn)象，可以實(shí)現(xiàn)低成本，高效率恒功率輸出。圖6用于一般日光燈等一類不需要特別高壓起輝的燈。

圖4是一種半橋式開關(guān)電源，具體的接法如下：