[實用新型]一種高效率雙Boost倍壓PFC變換器

有效

• 申請號: 201520868586.3
• 申請日: 2015-11-01
• 公開（公告）號: CN205336138U
• 公開（公告）日: 2016-06-22
• 發明（設計）人: 杜貴平;柳志飛;杜發達
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H02M7/217
• 分類號: H02M7/217;H02M1/42
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

技術領域

本實用新型涉及AC/DC變換領域，尤其涉及一種高效率雙Boost倍壓功率因數校正 電路。

背景技術

目前大量的使用橋式不控整流不僅給電網造成了嚴重的諧波污染，而且交流側功 率因數的偏低也造成了電能的浪費。功率因數校正技術能夠實現交流側電流跟蹤交流側電 壓，可以提高交流側的功率因數。

傳統的單相BoostPFC電路的輸入電壓一般較高才能得到足夠高的輸出電壓，如 果輸入電壓較低就必須要求升壓電感增大，這就導致了系統的體積和損耗的增大。業內人 士就此提出了倍壓BoostPFC變換器，但傳統的倍壓BoostPFC變換器所用開關器件過多 造成效率偏低。

為了解決上述的問題，本實用新型提出了一種高效率雙Boost倍壓PFC變換器。

實用新型內容

針對現有倍壓BoostPFC變換器功率損耗大、效率偏低等問題，本實用新型的目 的在于一種結構簡單的雙Boost倍壓PFC電路，能降低電路損耗，提高轉換效率。

為了達到以上所述目的，本實用新型采用如下技術方案。

一種高效率雙Boost倍壓PFC變換器，由一個電感、兩個不帶反并聯二極管的IGBT、 兩個二極管、兩個電容組成，所述電感的一端與輸入交流電壓源的一端連接，電感的另一端 分別與第一IGBT的集電極、第二IGBT的發射極、第一二極管的陽極、第二二極管的陰極連 接，輸入交流電壓源的另一端分別與第一IGBT的發射極、第二IGBT的集電極、第一電容的負 極、第二電容的正極連接，第一電容的正極、第一二極管的陰極與負載的一端連接，第二電 容的負極、第二二極管的陽極與負載的另一端連接。

進一步地，當輸入交流電壓源Vin在正半周時，第一IGBT管的集電極和發射極之間 承受正向電壓，通過給定柵極信號控制它的導通和關斷，第二IGBT管的集電極和發射極之 間承受反向電壓而關斷；當工作在正半周期時，交流電壓源、電感、第一IGBT管、第一二極 管、第一電容共同組成一個Boost電路。

進一步地，當輸入交流電壓源在負半周時，第二IGBT管的集電極和發射極之間承 受正向電壓，通過給定柵極信號控制它的導通和關斷，第一IGBT管的集電極和發射極之間 承受反向電壓而關斷；當工作在負半周期時，交流電壓源、電感、第二IGBT管、第二二極管、 第二電容共同組成另一個Boost電路。

進一步地，第一電容和第二電容參數相同而且足夠大能夠保證第一電容、第二電 容兩端的電壓穩定，負載兩端的輸出直流電壓為第一電容兩端電壓和第二電容兩端電壓的 和。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果有：

1、傳輸效率高。本實用新型采用兩個反并聯的IGBT管分別工作在輸入交流電源的 正負半周，每個半周可以視為一個Boost電路。采用不帶反并聯二極管的IGBT，電源正負半 周的電感充電回路中只有一個開關器件導通，在電源正負半周的電感放電回路中也只有一 個開關器件導通，損耗得到大幅度降低，整機效率得到提高。

2、電路結構簡單、運行穩定。本實用新型與傳統的倍壓BoostPFC變換器相比，省 去了一個電感和兩個二極管，而且采用無并聯二極管的IGBT，電路結構簡單，而且避免了2 個電感參數根據系統運行而變化造成波動，電路運行更加穩定。

3、電壓增益高。本實用新型相比傳統的PFC電路具有更高的電壓增益。

附圖說明

圖1是本實用新型的一種高效率雙Boost倍壓PFC變換器結構圖；

圖2a、圖2b分別是圖1所示電路在輸入電壓正半周時第一IGBT管開通和關斷時的 工作示意圖；

圖3a、圖3b分別是圖1所示電路在輸入電壓負半周時第二IGBT管開通和關斷時的 工作示意圖；

圖4是實驗得到交流側輸入交流電壓與電流的波形圖；

圖5圖5a~圖5c分別是實驗得到負載電壓Uo、第一電容C1兩端直流電壓Uo1和第二 電容C2兩端直流電壓Uo2的波形圖。

具體實施方式

下面結合實施例及附圖對本實用新型作進一步詳細的描述說明，但本實用新型的 實施方式不限于此。需指出的是，以下若有未特別詳細說明之過程或參數，均是本領域技術 人員可參照現有技術實現的。