[發(fā)明專利]無橋功率因數(shù)校正轉(zhuǎn)換器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110283862.6
• 申請日: 2011-09-21
• 公開（公告）號: CN102412719A
• 公開（公告）日: 2012-04-11
• 發(fā)明（設計）人: 富岡聰
• 申請（專利權(quán)）人: TDK株式會社
• 主分類號: H02M1/42
• 分類號: H02M1/42
• 代理公司: 北京林達劉知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及不具有用于對交流輸入進行整流的橋式電路的無橋功率因數(shù)校正轉(zhuǎn)換器。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)上，連接至交流(AC)輸入的開關(guān)電源使用功率因數(shù)校正轉(zhuǎn)換器來校正輸入電流的功率因數(shù)并且抑制諧波電流。一般的功率因數(shù)校正轉(zhuǎn)換器通常在使用二極管電橋?qū)C電壓整流為正的DC電壓之后，使用升壓轉(zhuǎn)換器來控制功率因數(shù)校正。

然而，已知當如上所述設置了整流橋時，該電橋的損耗抑制了功率因數(shù)校正轉(zhuǎn)換器的效率增大及其小型化。因此，已提出了不包括電橋的各種無橋功率因數(shù)校正轉(zhuǎn)換器(參見日本特表2007-527687)。

已提出的一種無橋功率因數(shù)轉(zhuǎn)換器是以下的圖騰柱式(totem-pole)的無橋功率因數(shù)轉(zhuǎn)換器(以下為“TPBL轉(zhuǎn)換器”)：在AC輸入的正的半周期內(nèi)以高頻率進行切換的開關(guān)裝置和在AC輸入的負的半周期內(nèi)以高頻率進行切換的開關(guān)裝置連接至設置在AC輸入側(cè)上的電感器。

然而，上述TPBL轉(zhuǎn)換器存在以下問題：在輸入電壓的過零點處過大的沖擊電流流入電感器內(nèi)，因而在輸入電流和輸入電壓中發(fā)生沖擊。沖擊電流和沖擊電壓使該轉(zhuǎn)換器的噪聲、即電磁干擾(EMI)噪聲增大，從而使效率下降。

因此，重要的目的是實現(xiàn)可以通過防止在輸入電壓的過零點附近發(fā)生沖擊來實現(xiàn)噪聲降低和效率提高的無橋功率因數(shù)校正轉(zhuǎn)換器。該目的不局限于TPBL轉(zhuǎn)換器，并且可以針對其它的無橋功率因數(shù)校正轉(zhuǎn)換器。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明的方面的一種無橋功率因數(shù)校正轉(zhuǎn)換器，其不具有用于對來自交流電源的交流輸入進行整流的橋式整流電路，并包括：升壓轉(zhuǎn)換器用的開關(guān)裝置；以及柵極驅(qū)動器，用于每當所述交流輸入的電壓極性反轉(zhuǎn)時，使所述開關(guān)裝置的ON比率(接通比率)逐漸增大。

通過在結(jié)合附圖進行考慮時閱讀以下對本發(fā)明的當前優(yōu)選實施例的詳細說明，將更好地理解本發(fā)明的以上和其它的特征、優(yōu)點以及技術(shù)和產(chǎn)業(yè)意義。

附圖說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的柵極驅(qū)動方法的概述的圖；

圖2是根據(jù)第一實施例的無橋功率因數(shù)校正轉(zhuǎn)換器的電路結(jié)構(gòu)的圖；

圖3是柵極驅(qū)動器的結(jié)構(gòu)示例的框圖；

圖4A～4C是示出正極性半波工作的圖；

圖5A～5C是示出負極性半波工作的圖；

圖6是當柵極驅(qū)動器進行軟啟動控制時各單元的工作波形的圖；

圖7A～7C是示出軟啟動控制的具體示例的圖；

圖8是示出當不進行軟啟動控制時各單元的工作波形的圖；

圖9A和9B是示出當不進行軟啟動控制時沖擊的發(fā)生的圖；

圖10A和10B分別示出進行軟啟動控制時的工作波形和不進行軟啟動控制時的工作波形的第一模式；

圖11A和11B分別示出進行軟啟動控制時的工作波形和不進行軟啟動控制時的工作波形的第二模式；

圖12是示出當進行軟啟動控制時的詳細工作波形的圖；以及

圖13是根據(jù)第二實施例的無橋功率因數(shù)校正轉(zhuǎn)換器的電路結(jié)構(gòu)的圖。

具體實施方式

將參考附圖來說明根據(jù)本發(fā)明實施例的無橋功率因數(shù)校正轉(zhuǎn)換器。在以下所述的實施例中，例示出包括柵極要被驅(qū)動的開關(guān)裝置的電路。然而，本發(fā)明不限于該例示。

將使用圖1來說明根據(jù)本發(fā)明實施例的柵極驅(qū)動方法的概述，在第一實施例中，將說明應用了柵極驅(qū)動方法的無橋功率因數(shù)校正轉(zhuǎn)換器，并且在第二實施例中，將說明兩個升壓轉(zhuǎn)換器并聯(lián)配置的交錯式無橋功率因數(shù)校正轉(zhuǎn)換器。

首先，將使用圖1來說明根據(jù)本發(fā)明實施例的柵極驅(qū)動方法的概述。圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的柵極驅(qū)動方法的概述的圖。圖1所示的電路是圖騰柱式無橋功率因數(shù)轉(zhuǎn)換器(TPBL轉(zhuǎn)換器)。

“圖騰柱式”是由于多個開關(guān)裝置在電路圖中垂直堆棧而得名的。TPBL轉(zhuǎn)換器的開關(guān)裝置經(jīng)由電感器連接至AC輸入電源，從而產(chǎn)生以下的優(yōu)點：開關(guān)噪聲的影響被電感器所吸收，因而不易傳遞至AC輸入電源側(cè)。

如圖1所示，TPBL轉(zhuǎn)換器包括電感器L、開關(guān)裝置S1、開關(guān)裝置S2、二極管D1、二極管D2和電容器C_out。

假定AC輸入電源1的正側(cè)是圖1所示的上側(cè)(以下將同樣假定AC輸入電源1的正側(cè)是各附圖的上側(cè)來進行說明)，則在AC電流的正的半周期內(nèi)以高頻率對開關(guān)裝置S1進行切換，并且在負的半周期內(nèi)以高頻率對開關(guān)裝置S2進行切換。