[實用新型]一種無橋正激功率因素校正裝置

有效

• 申請號: 201320246126.8
• 申請日: 2013-05-07
• 公開（公告）號: CN203233307U
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發明（設計）人: 謝小高;藍舟;董漢菁
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: H02M1/42
• 分類號: H02M1/42
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

技術領域

本實用新型屬于開關電源技術領域，具體涉及一種隔離型無橋正激式功率因素校正裝置。

背景技術

由于目前大多數用電設備中的非線性元件和儲能元件的存在，會使輸入交流電流波形發生嚴重畸變，網側輸入功率因數很低，為了滿足國際標準IEC61000-3-2的諧波要求，必須在這些用電設備中加入功率因素校正裝置（PFC）。傳統的有源功率因素校正電路一般采用整流橋后加Boost拓撲結構。其中，Boost拓撲具有控制容易，驅動簡單以及在整個工頻周期內都可以進行開關工作，輸入電流的功率因數可以接近于1等特點。但是Boost電路具有輸出電壓高的缺點，對于低電壓應用場合，后級需要額外的DC-DC降壓電路。此外，這種傳統的功率因素校正電路在工作時，同時導通的半導體功率器件數目較多，功率損耗較大。為了減小電路損耗，提高電路的轉換效率，無橋PFC電路得到廣泛的研究與應用。

發明內容

針對上述不足，本實用新型提出了一種新型的無橋正激功率因素校正裝置。可通過對不同開關管的控制實現PFC功能，并能使輸入電流滿足國際標準IEC61000-3-2?C類標準。該裝置主要包括功率主電路和控制電路兩部分。

本實用新型提出的無橋正激功率因素校正裝置的主電路主要包括輸入側電路，變壓器T和輸出側電路。

輸入側電路主要包括輸入電壓源Vac，電容Cin，開關管Q1和開關管Q2，二極管D1和二極管D2；其中，二極管D1、第一繞組?N1和開關管Q1構成了原邊主環路一；二極管D2，第二繞組?N2和開關管Q2構成了原邊主環路二；具體是第一繞組N1的同名端接二極管D1的陰極，第一繞組N1的另一端接開關管Q1的漏極；二極管D1的陽極接輸入電壓源Vac的一端，開關管Q1的源極接輸入電壓源Vac的另一端，也就是原邊地；第二繞組N2的同名端接二極管D2的陰極，第二繞組N2另一端接開關管Q2的漏極；二極管D2的陽極接輸入原邊地，開關管Q2的源極接二極管D2的陽極。

變壓器為三繞組結構，包括第一繞組?N1、第二繞組?N2和第三繞組?N3。

輸出側電路由二極管D3和二極管D4，輸出電感Lo和輸出電容Co，以及負載Rload組成；第三繞組N3的同名端接二極管D3的陽極，第三繞組N3的另一端接二極管D4的陽極和輸出電容Co的陰極以及負載Rload的一端；輸出電感Lo的一端接二極管D3和二極管D4的陰極，電感Lo的另一端接輸出電容Co的陽極和負載Rload的另一端。

所述的控制電路包括輸出電壓或輸出電流的反饋電路、交流輸入電壓的相位檢測電路，變壓器T的磁復位檢測電路和PFC控制器及驅動電路；PFC控制器及驅動電路輸出的PWM脈沖用來控制主電路中的開關管Q1和開關管Q2。

為減小輸入電流的奇次諧波含量，本實用新型應用了一種可變導通時間（VOT）的控制方法，在傳統誤差放大器的輸出信號Comp信號上注入輸出電感電流的基波。

采用本實用新型提出的新型功率因素校正裝置，至少可以達到以下有益效果：

（1）具有正激電路的優點，與傳統的Boost?PFC電路相比，單級電路就能滿足低電壓的應用場合，并能滿足電路前后級隔離的要求。

（2）主功率電路去除了整流橋，與傳統的PFC電路相比，可以減少電路工作時同時導通的半導體功率器件的數量，提高電路的效率。

（3）通過合適的控制，變壓器可以通過變壓器原邊的繞組N1和N2就能實現相互去磁，無需額外的繞組復位或其他復位電路。

（4）輸入電流諧波小，滿足IEC61000-3-2?C類標準。

附圖說明

圖1?無橋正激功率因素校正裝置結構圖；

圖2?(a)無橋正激電路工作模態I；

圖2?(b)無橋正激電路工作模態II；

圖3?控制電路模塊圖；

圖4?本實用新型實現的電路波形圖；

圖5為本實用新型的一個具體實施例。

具體實施方式

下面通過具體的實例并結合附圖對本實用新型做進一步的詳細的描述。

如圖1所示，本實用新型提出的新型的無橋正激功率因素校正裝置主要包括功率主電路和控制電路，其中功率主電路包括輸入側電路，變壓器T，和輸出側電路。