[實用新型]一種共模抑制雙Boost無橋PFC變換器

有效

• 申請號: 201521078077.7
• 申請日: 2015-12-20
• 公開（公告）號: CN205212694U
• 公開（公告）日: 2016-05-04
• 發明（設計）人: 杜貴平;柳志飛;朱天生;杜發達
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H02M1/42
• 分類號: H02M1/42;H02M1/44
• 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，尤其涉及一種共模抑制雙Boost無橋功率因數校正電路。

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Boost型PFC電路由于整流橋的存在造成整機的效率偏低。為了提高轉換效率，PFC已經從傳統的有橋PFC發展到無橋PFC。但目前廣泛研究的無橋PFC電路通常共模干擾比較大，而且效率也不是非常高。

為了解決上述的問題，本實用新型提出了一種共模抑制雙Boost無橋PFC變換器。

實用新型內容

針對現有PFC電路功率損耗大、效率偏低及現有無橋PFC電路共模干擾大等問題，本實用新型的目的在于一種共模抑制雙Boost無橋PFC變換器，能降低電路損耗，抑制共模干擾。

為了達到以上所述目的，本實用新型采用如下技術方案。

一種共模抑制雙Boost無橋PFC變換器，由兩個電感、兩個不帶反并聯二極管的IGBT、四個二極管、三個電容組成：第一電感的一端分別與輸入交流電壓源的一端、第一電容的一端連接，第一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、第三二極管的陰極連接；第二電感的一端分別與輸入交流電壓源的另一端、第二電容的一端連接，第二電感的另一端分別與第一IGBT的發射極、第二IGBT的集電極、第二二極管的陽極、第四二極管的陰極連接；第三電容的正極分別與第一二極管的陰極、第二二極管的陰極、負載的一端連接，第三電容的負極分別與第三二極管的陽極、第四二極管的陽極、第一電容的另一端、第二電容的另一端、負載的另一端連接。

本實用新型采用不帶反并聯二極管的IGBT，可以進一步減少損耗。第一電容和第二電容均為無極性電容，用于消除電路的共模干擾，并不影響電路的結構。輸入交流電壓源的兩側與功率地之間分別增加第一電容和第二電容，第一電容和第二電容在功率地與輸入交流電壓源之間增加了一路高頻電路通道，消弱了共模干擾。第三電容為有極性電容且足夠大，能夠穩定第三電容兩端的直流電壓，輸出直流電壓等于第三電容兩端的直流電壓。

當輸入交流電壓源在正半周時，第一IGBT的集電極和發射極之間承受正向電壓，通過給定柵極信號可以控制它的導通和關斷，而第二IGBT的集電極和發射極之間承受反向電壓而關斷；當工作在交流正半周期時，交流電壓源、第一電感、第二電感、第一IGBT、第一二極管和第四二極管、第三電容共同組成一個Boost電路。

當輸入交流電壓源在負半周時，第二IGBT的集電極和發射極之間承受正向電壓，通過給定柵極信號可以控制它的導通和關斷，而第一IGBT的集電極和發射極之間承受反向電壓而關斷；當工作在交流負半周期時，交流電壓源、第一電感、第二電感、第二IGBT、第二二極管和第三二極管、電容共同組成另一個Boost電路。

與現有技術相比，本實用新型具有如下優點和有益效果：

1、電路結構簡單

本實用新型采用兩個不帶反并聯二極管的IGBT分別工作在輸入交流電壓源的正負半周，每個半周可以視為一個Boost電路。

2、損耗低、效率高

本實用新型采用不帶反并聯二極管的IGBT，在電感充電回路中只有一個開關器件導通，省去了整流橋等，都降低或減少了損耗，提升了整機傳輸效率。

3、共模干擾抑制效果好

本實用新型與傳統的無橋BoostPFC電路相比，在輸入交流電壓源的兩側與功率地之間分別增加一個電容，使功率地與輸入電源之間增加了一路高頻電路通道，消弱了共模干擾。

附圖說明

圖1是本實用新型的一種共模抑制雙Boost無橋PFC變換器結構圖；

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

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

圖4是仿真得到交流側輸入交流電壓與電流的波形圖；

圖5是仿真得到直流側輸出直流電壓的波形圖。

具體實施方式