[發明專利]雙整流交錯式全橋單級功率因素校正電源電路及控制方法

有效

• 申請號: 201810370623.6
• 申請日: 2018-04-24
• 公開（公告）號: CN108512431B
• 公開（公告）日: 2019-08-27
• 發明（設計）人: 李韌紅;沈卓
• 申請（專利權）人: 上海推拓科技有限公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335;H02M3/156;H02M1/42;H02M7/217
• 代理公司: 上海元好知識產權代理有限公司 31323
• 代理人: 張妍;徐雯瓊

一種雙整流交錯式全橋單級功率因素校正電源電路及控制方法，交錯式Boost升壓電路借用全橋DC?DC轉換電路中兩個開關元件，交錯地驅動兩個Boost電感，省去了傳統交錯式Boost PFC電路中的兩個功率開關元件、兩個Boost整流元件和PWM控制器，從而減少了成本和體積，降低了元件損耗，并且可以借助交錯式Boost升壓電路在不連續模式下的諧振電流，優化全橋DC?DC轉換電路的開關元件進入零電壓軟開關模式，進一步減少了開關元件的開關損耗，合理安排輸入浪涌抑制電路的連接位置，能夠使輸入浪涌抑制電路工作零損耗，可以極大地提高電源的效率，降低電源的溫度，節約能源，從而獲得高效率，高性能，低成本，小型化的雙整流交錯式全橋單級功率因素校正電源電路。

技術領域

本發明涉及一種雙整流交錯式全橋單級功率因素校正(PFC)電源電路及控制方法。

背景技術

電器設備連接于交流電網的AC-DC電源，需滿足IEC61000-3-2的對電流諧波的強制要求。如圖1所示，針對不同的設備和應用，IEC61000-3-2提出了不同的電流諧波的限制標準，ClassA標準是針對一般的電源設備ClassC是針對照明類設備。

當前的開關式穩壓電源技術，從中功率到大功率，PFC(Power Factor Correction功率因素校正)的實現，主要使用交錯式PFC電路(Interleave Boost電路)方案來應對，而為適合中，大功率的輸出，DC-DC電路也會選用全橋式(full bridge)電路。

如圖2所示，傳統的含交錯式功率校正電路的全橋開關式穩壓電源，由AC-DC整流電路，Boost功率因素校正電路和DC-DC轉換器組成。

如圖3所示，交錯式Boost升壓電路和全橋DC-DC轉換電路各自獨立工作，分別由PWM(Pulse-Width Modulation脈沖寬度調制)控制電路控制。交錯式Boost升壓電路的原理是：第一Boost開關原件Q1，電感L1，二極管D2，電容C1電容C2構成一路Boost電路，第二Boost開關元件Q2，電感L2，二極管D3，電容C1和電容C2構成另一路Boost電路。1、Q1導通，電感L1被AC輸入到C2的電壓勵磁儲能。2、Q1截止，L1上的感生電壓和AC輸入到C2上的電壓疊加，對C1充電。如此，C1上的電壓大于AC輸入電壓，完成Boost是升壓拓撲。3、Q2導通，電感L2被AC輸入到C2的電壓勵磁儲能。4、Q2截止，L2上的感生電壓和AC輸入到C2上的電壓疊加，對C1充電。Q1，Q2驅動的兩路Boost電路交錯運行，即當Q1導通時，Q2截止，而當Q1截止時，Q2才能導通，如此，兩路Boost可以提升Boost電路的功率，又由于兩組Boost電流在時序上交錯充放電，減小了Boost輸出電壓(C1上)的紋波電壓。Q1，Q2的占空比由PFC反饋PWM控制電路控制，以達到C2上穩定的電壓輸出(一般為380Vdc)。

上述傳統的電路方式中，能實現很高的功率因數，能夠滿足IEC61000-3-2的要求，但會產生以下的問題：

1、需要復雜的PWM控制回路以提高功率因數；

2、需要供電電路給PFC PWM控制回路；

3、需要使用獨立的Boost開關元件(如晶體管和整流元件)以及電流取樣電阻R1；

4、需要基板空間，電路設計困難；

5、元件多，成本高；

6、開關元件Q1和Q2工作在硬開關模式，損耗大，EMI噪音差。

發明內容

本發明提供一種雙整流交錯式全橋單級功率因素校正電源電路及控制方法，節省元件和安裝空間，是一種小型化、低成本、高效率、低損耗的功率因數矯正且抑制電流諧波的電源電路。