[發明專利]交流－直流功率變換器

有效

• 申請號: 201811215138.8
• 申請日: 2018-10-18
• 公開（公告）號: CN109194165B
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發明（設計）人: 黃秋凱;鄧建
• 申請（專利權）人: 矽力杰半導體技術（杭州）有限公司
• 主分類號: H02M7/217
• 分類號: H02M7/217;H02M1/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種交流?直流功率變換器，其兩級功率級電路只需一個功率開關和控制電路即可實現能量的傳輸過程，此外，通過利用前級功率電路為儲能電容充電，且直流輸入的至少部分能量直接通過后級功率電路的一次功率轉換傳輸至負載，以此來提高效率；另外，當直流輸入電壓小于儲能電容上的電壓時，后級功率電路通過獲取儲能電容上的能量為負載供電，從而使得本發明的交流?直流功率變換器，具有輸出紋波較低、能量轉換效率高、器件應力低等優點，PF也得到了優化。

技術領域

本發明涉及一種電力電子技術，更具體地說，涉及一種應用于開關電源中的交流-直流功率變換器。

背景技術

交流-直流功率變換器(AC/DC converter)用以將交流電壓轉換為一恒定的直流電信號(例如直流電壓或者直流電流)。由于交流-直流功率變換器的功率較高，因此廣泛應用于驅動大功率的負載，例如電機、LED燈等。交流-直流功率變換器通常包括一整流橋，以將外部交流電壓轉換為一正弦半波直流輸入電壓來提供給后續變換電路。為了減小對交流電網的諧波污染，交流-直流功率變換器通常需要功率因數校正電路(PFC)來實現功率因數校正功能，獲得一較高的功率因數。

現有技術中，兩級變換電路或者單級變換電路均可以實現功率因數校正功能以及獲得恒定的輸出電信號，但是現有的兩級PFC+DC/DC方案，器件較多，控制也比較復雜；而單級方案的儲能電容的電壓偏高，選擇功率器件成本較高，均不利于節省成本。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種，以解決現有技術中控制復雜或者成本較高的問題。

第一方面，提供一種交流-直流功率變換器，包括：

功率開關，被配置為作為前級功率電路和后級功率電路的公共的主功率開關，其中，負載與所述后級功率電路相連接，且所述前級功率電路的第一感性元件與所述后級功率電路的第二感性元件沒有串聯在直流輸入電壓的同一個回路中；

儲能電容，其耦接于所述前級功率電路和所述后級功率電路；

其中，所述第一感性元件與所述第二感性元件有公共的節點，且所述功率開關直接連接至所述節點。

優選地，當直流輸入電壓大于所述儲能電容上的電壓時，在每一開關周期內，直流輸入的至少部分能量直接通過所述后級功率電路的一次功率轉換傳輸至負載。

優選地，當所述功率開關導通時，所述直流輸入電壓對所述第一感性元件進行儲能，并通過所述輸入電壓和所述儲能電容中的至少一個同時對所述第二感性元件進行儲能。

優選地，所述直流輸入電壓為所述前級功率電路供電，所述直流輸入電壓或所述儲能電容為所述后級功率電路供電。

優選地，當所述直流輸入電壓大于所述儲能電容上的電壓時，所述直流輸入電壓為所述前級功率電路和所述后級功率電路供電。

優選地，當所述直流輸入電壓小于所述儲能電容上的電壓時，所述儲能電容為所述后級功率電路供電；所述前級功率電路不工作，或者，由所述直流輸入電壓為所述前級功率電路供電。

優選地，所述交流-直流功率變換器包括第一二極管，其陽極連接至所述儲能電容的正極，其陰極連接至所述直流輸入電壓的第一輸出端，且所述功率開關與所述第一二極管的陰極連接。

優選地，所述前級功率電路包括：

第一感性元件，其一端連接至所述功率開關的第一端，另一端與第二二極管的陽極連接，所述功率開關的第二端連接至所述直流輸入電壓的第一輸出端；

所述第二二極管，其陰極連接至所述儲能電容的正極。

優選地，所述后級功率電路包括：

第一變壓器，其原邊繞組的一端與所述功率開關以及所述第一感性元件的公共節點連接；