[實用新型]一種供電設備及其功率因數修正電路

有效

• 申請號: 201922319564.2
• 申請日: 2019-12-20
• 公開（公告）號: CN211377892U
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發明（設計）人: 楊子慶
• 申請（專利權）人: 蘇州浪潮智能科技有限公司
• 主分類號: H02M1/42
• 分類號: H02M1/42
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 牛亭亭

本申請公開了一種功率因數修正電路，包括：與交流源連接，用于進行功率因數修正的交流開關電路；與交流開關電路連接的整流電路；第一端與整流電路的第一輸出端連接，第二端與整流電路的第二輸出端連接的儲能單元；設置在交流源與交流開關電路之間的電感單元；且交流開關電路包括：第一端作為交流開關電路的第一端并與整流電路的第一輸入端連接，第二端與第二功率開關的第二端連接的第一功率開關；第一端作為交流開關電路的第二端并與整流電路的第二輸入端連接的第二功率開關。應用本申請的方案，在保障電路了的功率因數的前提下，可以進一步地提高電源效率，且不會出現功率開關過流損壞的情況。本申請還提供了一種供電設備，具有相應效果。

技術領域

本實用新型涉及電源技術領域，特別是涉及一種供電設備及其功率因數修正電路。

背景技術

隨著電子產品的不斷發展以及對能源的日益重視，電力系統質量以及電源的轉換效率受到越來越多的關注。電力系統供電時，隨著負載側的阻抗特性的改變，可能會導致輸入側的電流發生相位移或畸變的情況，因此可以加入功率因數修正器，使輸入側的電流維持為正弦波并與電源電壓相位相同、提高有功功率、降低輸入側的突波電流有效值、抑制輸入電流的諧波成分。

功率因數的高低與轉換器的性能有關，功率因數是衡量AC-DC轉換器優劣的重要依據。傳統的AC-DC轉換器由一個橋式整流器以及一個濾波電容組成，可參閱圖1a，該電路架構簡單，成本低、也不需要引入控制器。但是，由于橋式整流器的非線性特性，使得該電路的動作模式是自然換流方式，電源端的電流會是一個含有低頻諧波成分的非線性失真波形，可參閱圖1b。這種非線性電流波形會降低電路的功率因數，并且過高的諧波成份也會降低電源端的供電質量，此外，過高的電流諧波以及切換式電源本身的諧波干擾均會降低電力系統的穩定性。因此，需要提高電路的功率因數。

可參閱圖2，圖2的結構由全橋式功率因數修正器演變而來，使用四個功率開關管取代傳統的橋式整流器，通過適當的驅動信號來控制各個功率開關的導通與截止，從而實現功率因數的修正。但是，這樣的電路須用到四個功率開關，使得成本大幅提高，控制電路也比一般的功率因數修正器復雜，因此在實際應用中這種結構使用的頻率很低。

圖3則是由圖2衍伸出的無橋交流開關功率因素修正器電路，其中，由S1，S2，D1以及D2構成的交流開關常常被應用在功率開關需要流過雙向電流的場合中，例如功率因數修正器以及變頻器中。交流開關最早被應用在矩陣式轉換器中，可以將輸入的三相交流電源轉換為具較高可變頻率的交流輸出電壓，從而驅動電動機負載。圖3的電路中，每個功率開關均接一個阻隔二極管，即D11以及D22，然后將這兩個功率開關背對背并接。通過D11和D22，可以避免在S1和S2截止時，電流流過S1和S2的體二極管導致功率開關出現過流損壞的情況。但是，在S1和S2導通時，電流會流過阻隔二極管D11和D22，便會產生額外的導通損失，降低電源的整體效率。

綜上所述，如何在保障電路的功率因數的前提下，進一步地提高電源效率，是目前本領域技術人員急需解決的技術問題。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種供電設備及其功率因數修正電路，以在保障電路的功率因數的前提下，進一步地提高電源效率。

為解決上述技術問題，本實用新型提供如下技術方案：

一種功率因數修正電路，包括：

與交流源連接，用于進行功率因數修正的交流開關電路；

與所述交流開關電路連接的整流電路；

第一端與所述整流電路的第一輸出端連接，第二端與所述整流電路的第二輸出端連接的儲能單元；

設置在所述交流源與所述交流開關電路之間的電感單元；

且所述交流開關電路包括：