[實用新型]單相單級全橋隔離型功率因數(shù)校正變換器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201020538100.7
• 申請日: 2010-09-21
• 公開（公告）號: CN201766508U
• 公開（公告）日: 2011-03-16
• 發(fā)明（設計）人: 王闖;于勤錄;馮濤;張飛雄
• 申請（專利權(quán)）人: 北京優(yōu)科利爾能源設備有限公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335;H02M1/36
• 代理公司: 北京中海智圣知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11282
• 代理人: 楊樹芬

技術領域

本實用新型涉及一種功率因數(shù)校正變換器，尤其是涉及一種具有軟啟動充電電路的單相單級全橋隔離型功率因數(shù)校正變換器。

背景技術

電力電子等裝置的交流輸入電源經(jīng)整流和濾波后，非線性負載使得輸入電流波形畸變，輸入電流呈脈沖波形，含有大量的諧波分量，使得功率因數(shù)很低，因此，提高功率因數(shù)對于降低能源消耗，減小電源設備的體積和重量，縮小導線截面積，減弱電源設備對外輻射和傳導干擾都具有重大意義。

目前，抑制電力電子裝置產(chǎn)生諧波主要采用功率因素校正（PFC）技術，主要分為無源功率因數(shù)校正和有源功率因數(shù)校正兩種，應用最多、效果最好的是后者。有源功率因數(shù)校正技術按其電路結(jié)構(gòu)可分為兩級型和單級型兩種，兩極型PFC主要優(yōu)點是：各級可單獨分析設計和控制，通用性較好；缺點是：元件個數(shù)多，控制電路較多，成本增加，效率低。單級型PFC結(jié)構(gòu)是在兩極型PFC結(jié)構(gòu)的基礎上發(fā)展而來，因其高效率、高性能、高功率密度、低成本等優(yōu)勢正好符合電力電子發(fā)展的趨勢和要求，并逐漸取得更為廣泛的應用。

專利號為ZL?00262923.2的實用新型專利就公開了一種單級單開關功率因數(shù)校正變換器，它包括整流橋、變壓器、開關管、由兩個繞組分別和二極管串聯(lián)而成的支路，該兩條支路并聯(lián)連接，其一端經(jīng)電感與整流橋的正極相連，另一端與開關管漏極和變壓器原邊的接點相連，變壓器原邊的另一端經(jīng)電容與開關管的源極一起接到整流橋的負極，兩個繞組中的其中一個繞組與電感相耦合，另一個繞組與變壓器相耦合，變壓器的副邊輸出接負載。具有上述結(jié)構(gòu)的單級單開關功率因數(shù)校正變換器，采用附加繞組式軟啟動電路的方式，一方面增加了電感設計的難度，另一方面也增大了電感體積和成本，附加繞組式軟啟動電路在軟啟動階段，電路工作在反激變換器模式，DC/DC全橋部分開關管需要加以額外控制，增加了整個電路控制的復雜性，快速恢復二極管的反向耐壓要求較高，增加了軟啟動電路的成本。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的就是克服現(xiàn)有技術中的不足，提供一種體積小、成本低、控制方式簡單、易實現(xiàn)的單相單級全橋隔離型功率因數(shù)校正變換器。

為解決現(xiàn)有技術中的問題，本實用新型采用了如下的技術方案：它包括單相輸入整流橋Q1、儲能電容C1、升壓電感L、第一開關管S1、第二開關管S2、第三開關管S3、第四開關管S4、高頻變壓器T、單相輸出整流橋Q2和輸出濾波電容C2，還包括由雙開關繼電器SW1及其串聯(lián)電阻R1組成的啟動充電支路，

所述單相輸入整流橋Q1的兩個輸出端分別與所述啟動充電支路左側(cè)的兩個端點相連接，所述啟動充電支路右側(cè)的兩個端點分別與所述濾波電容C2的兩端相連接，

所述單相輸入整流橋Q1的正極輸出端還與所述儲能電容C1的上端和所述升壓電感L的前端相匯接，所述儲能電容C1的下端與所述單相輸入整流橋Q1的負極輸出端相連接，

所述升壓電感L的后端與所述第一開關管S1的漏極和第二開關管S2的漏極相匯接，所述第一開關管S1的源極與所述第三開關管S3的漏極相連接，所述第二開關管S2的源極與所述第四開關管S4的漏極相連接，所述第三開關管S3的源極和所述第四開關管S4的源極分別與所述單相輸入整流橋Q1的負極輸出端相連接，

所述第一開關管S1和所述第三開關管S3的連接點的引出線與所述高頻變壓器T的初級繞組的一端相連接，所述第二開關管S2和所述第四開關管S4的連接點的引出線與所述高頻變壓器T的初級繞組的另一端相連接，

所述高頻變壓器T的次級繞組的兩端分別與所述單相輸出整流橋Q2的兩個輸入端相連接，所述輸出濾波電容C2并聯(lián)在所述單相輸出整流橋Q2的兩個輸出端之間。

進一步，所述單相輸入整流橋Q1的正極輸出端與電感L的前端之間設置有由單開關繼電器SW2及其并聯(lián)電阻R2組成的啟動限流支路。?

本實用新型單相單級全橋隔離型功率因數(shù)校正變換器的優(yōu)點是：

1）設置由雙開關繼電器SW1及其串聯(lián)電阻R1組成的啟動充電支路，成本低，控制方式簡單；

2）設置由單開關繼電器SW2及其并聯(lián)電阻R2組成的啟動限流支路，可有效控制電路的占空比。

總之，本實用新型單相單級全橋隔離型功率因數(shù)校正變換器采用啟動充電支路和啟動限流支路的軟啟動模式，體積小、成本低、控制方式簡單、易實現(xiàn)，在電力電子領域具有廣闊的應用前景。????????????????????????????????????????????????

附圖說明

圖1?為本實用新型單相單級全橋隔離型功率因數(shù)校正變換器的電路結(jié)構(gòu)示意圖。