[實(shí)用新型]寬輸入范圍功率因數(shù)校正變換器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320813977.6
• 申請(qǐng)日: 2013-12-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN203590061U
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-05-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 步宏飛;章磊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安伏（蘇州）電子有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H02M7/04
• 分類(lèi)號(hào): H02M7/04;H02M3/24;H02M1/14
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責(zé)任公司 32102
• 代理人: 王玉國(guó);陳忠輝

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種寬輸入電壓全負(fù)載范圍高效率的超薄型功率因數(shù)校正變換器。

背景技術(shù)

目前，對(duì)于中小功率寬輸入交流電壓場(chǎng)合，功率因數(shù)校正變換器（Power?Factor?Correction,?簡(jiǎn)稱PFC）主要采取單路式PFC變換器，按照其工作模式主要分為三種：連續(xù)導(dǎo)通模式，斷續(xù)導(dǎo)通模式，臨界導(dǎo)通模式。這三種單路式PFC變換器主電路結(jié)構(gòu)類(lèi)似，均是由一個(gè)電感、一個(gè)功率場(chǎng)效應(yīng)管、一個(gè)功率二極管和一個(gè)輸出儲(chǔ)能電解電容組成，它們與輸入端濾波器和整流橋配合構(gòu)成一個(gè)完整的功率因數(shù)校正裝置，可以將輸入的交流電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成400V左右的高壓直流信號(hào)輸出，然后再經(jīng)后級(jí)直流-直流變換器轉(zhuǎn)換成用戶端所需的直流電壓，同時(shí)保證交流輸入側(cè)具有較高的功率因數(shù)和較低的諧波污染。

單路式PFC由于其主電路結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，在中小功率寬輸入電壓范圍和高效率超薄要求的應(yīng)用場(chǎng)合，主要會(huì)存在以下三個(gè)方面的問(wèn)題：

1）由于只含有一個(gè)電感元件，而電感的尺寸一般都跟產(chǎn)品功率等級(jí)大小相關(guān)，所以單路式PFC變換器產(chǎn)品的總體高度主要被其中的電感元件高度所限，因此在超薄型產(chǎn)品需求的應(yīng)用場(chǎng)合，單路式PFC變換器往往很難在兼顧高效率的同時(shí)去滿足產(chǎn)品的高度要求。

2）單路式PFC變換器主電路結(jié)構(gòu)中各功率器件均為單一性，對(duì)于寬輸入電壓應(yīng)用場(chǎng)合，當(dāng)產(chǎn)品運(yùn)行在低壓輸入大負(fù)載的情況下，產(chǎn)品主要功率器件流過(guò)的電流很大，發(fā)熱和溫升會(huì)比較嚴(yán)重，這對(duì)于產(chǎn)品的可靠性和壽命均有影響。

3）單路式PFC在高壓輸入條件下工作時(shí)，開(kāi)關(guān)損耗占總損耗的比重上升，導(dǎo)致高壓輕載時(shí)效率往往不高，而且由于要兼顧低壓輸入重載條件下的效率目標(biāo)，導(dǎo)致高壓輕載的效率很難優(yōu)化。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種適用于寬輸入電壓全負(fù)載范圍高效率的超薄型功率因數(shù)校正變換器。

本實(shí)用新型的目的通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

寬輸入范圍功率因數(shù)校正變換器，特點(diǎn)是：包括輸入濾波器、整流器、第一PFC主電路、第二PFC主電路、PFC控制器和儲(chǔ)能單元，所述輸入濾波器的輸出端連接至整流器，所述第一PFC主電路和第二PFC主電路以并聯(lián)方式連接，其前端接至整流器的輸出端，其后端接至儲(chǔ)能單元，儲(chǔ)能單元通過(guò)直直變換器連接至負(fù)載，PFC控制器連接第一PFC主電路和第二PFC主電路。

進(jìn)一步地，上述的寬輸入范圍功率因數(shù)校正變換器，還包括相位控制器，相位控制器的輸入端分別連接整流器的輸出端和儲(chǔ)能單元的輸出端，相位控制器的輸出端連接PFC控制器。

本實(shí)用新型技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和進(jìn)步主要體現(xiàn)在：

①由于采用兩路PFC主電路交錯(cuò)并聯(lián)工作的模式，這樣在同樣的功率等級(jí)應(yīng)用場(chǎng)合，每路PFC主電路相當(dāng)于各承擔(dān)了一半的負(fù)載功率，這樣每路PFC主電路中的電感器件只需要按一半的最大負(fù)載功率來(lái)設(shè)計(jì)，所以電感的體積和高度可以大大減小，對(duì)于要求超薄型設(shè)計(jì)的場(chǎng)合，整體的電源產(chǎn)品高度可以做到很低，具有非常明顯的優(yōu)勢(shì)；

②兩路PFC主電路交錯(cuò)并聯(lián)工作的模式，使得輸入和輸出電流的紋波都得以大大減小，對(duì)于優(yōu)化輸入濾波器設(shè)計(jì)和輸出儲(chǔ)能單元的選型和壽命提升都有非常顯著的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)這樣的架構(gòu)也帶來(lái)了更好的損耗分布和熱平衡管理，從而最終提升了產(chǎn)品的可靠性和使用壽命；

③相比于傳統(tǒng)的單路PFC方案，所采用的兩路PFC主電路交錯(cuò)并聯(lián)工作的模式，由于具有相位控制的功能，可以靈活的根據(jù)不同輸入電壓和輸出負(fù)載的條件去管理兩路PFC主電路的工作狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)寬輸入電壓下全負(fù)載范圍的效率優(yōu)化，特別是輕載條件下的效率提升。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)方案作進(jìn)一步說(shuō)明：

圖1：本實(shí)用新型的構(gòu)造示意圖。

具體實(shí)施方式