[發明專利]帶功率因數校正的開關電源

無效

• 申請號: 201310526384.6
• 申請日: 2013-10-30
• 公開（公告）號: CN103532401A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 陳楊
• 申請（專利權）人: 鎮江船舶電器有限責任公司
• 主分類號: H02M7/02
• 分類號: H02M7/02
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術領域

本發明涉及一種電源轉換器。

背景技術

現有的單級式變換器是將PFC變換器與DC/DC變換器集成在一個主功率電路中，只有一套控制電路，同時對輸入電流整形和對輸出電壓調節。控制電路只調節輸出電壓，穩態工作時，在整流橋輸出電壓周期里其占空比基本不變，要求輸入電流能自動跟隨輸入電壓。

單級式變換器結構相對簡單，成本低，但是它的功率因子低，電流諧波較大，動態響應速度慢，而且設計較復雜。單級式變換器適用于體積要求小，性能要求不高的場合。

發明內容

發明目的：針對上述問題，本發明的目的是提供一種帶功率因數校正的開關電源，適合于對性能要求較高、價格不敏感、中大功率的場合。

技術方案：一種帶功率因數校正的開關電源，包括前級的PFC級和后級的DC/DC級，前級變換器實現輸入電流整形以減小輸入電流諧波，與此同時，將全球輸入電壓范圍的交流電壓轉換為直流電壓，再通過后級變換器實現隔離和變換，得到需要的直流輸出電壓，并實現對輸出電壓的快速調節。

實現前級的PFC級的拓撲有：升壓變換器、反激變換器、SEPIC變換器等。

實現后級的DC/DC級的拓撲有：反激變換器、正激變換器、半橋變換器和全橋變換器等。

有益效果：與現有技術相比，本發明的優點是具有優良的特性，如輸入電流的總諧波失真度一般小于5%，功率因子可以到0.999，由于交流電壓轉換得到的直流電壓近似恒定，DC/DC變換器可以被優化；此外，由于交流電壓轉換得到的直流電壓相對較高，對于一個給定的保持時間可以采用較小的儲能電容；功率因子高，電流諧波小，動態響應速度快。

具體實施方式

下面結合具體實施例，進一步闡明本發明，應理解這些實施例僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍，在閱讀了本發明之后，本領域技術人員對本發明的各種等價形式的修改均落于本申請所附權利要求所限定的范圍。

一種帶功率因數校正的開關電源，包括前級的PFC級和后級的DC/DC級，前級變換器實現輸入電流整形以減小輸入電流諧波，與此同時，將全球輸入電壓范圍的交流電壓轉換為直流電壓，其變化范圍一般在380～400V，再通過后級變換器實現隔離和變換，得到需要的直流輸出電壓，并實現對輸出電壓的快速調節。

實現前級的PFC級的拓撲有：升壓變換器、反激變換器、SEPIC變換器等。升壓變換器Boost結構簡單，輸入電流脈動小，斷續、臨界連續、連續模式均可以實現PFC功能，技術很成熟，已有針對Boost作為PFC的芯片。反激變換器Flyback結構簡單，可以實現電氣隔離，但是只適合工作在斷續工作模式，輸入電流脈動大，往往需要較復雜的EMI濾波設計，只適合于小功率的場合。SEPIC變換器具有輸入電流脈動小，電氣隔離等優點，但是結構復雜，動態性能比較差，只適合于中小功率場合。

實現后級的DC/DC級的拓撲有：反激變換器、正激變換器、半橋變換器和全橋變換器等。反激變換器體積大，輸入電流脈動大，EMI難處理。正變換器需要磁復位電路，是單方向磁化，體積和重量較大。半橋變換器需要增加一個高耐壓的電解電容。全橋變換器有四個開關管，對于電源適配器來說，過于復雜，成本的壓力比較大。