[發(fā)明專利]一種準(zhǔn)單級高功率因數(shù)交流直流變換器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011181743.5
• 申請日: 2020-10-29
• 公開（公告）號: CN112467989B
• 公開（公告）日: 2022-01-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝小高;余岱玲;董漢菁
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州電子科技大學(xué)
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335;H02M1/42;H02M1/44
• 代理公司: 浙江永鼎律師事務(wù)所 33233
• 代理人: 陸永強(qiáng)

本發(fā)明公開了一種準(zhǔn)單級高功率因數(shù)交流直流變換器，包括Boost PFC電路和LLC諧振電路；Boost PFC電路和LLC諧振電路復(fù)用開關(guān)管S₁和S₂；Boost PFC電路包括濾波器、整流電路和功率因數(shù)校正單元，所述整流電路包括整流橋和輸入電容C_in，所述整流橋包括四個(gè)二極管D₁～D₄；所述功率因數(shù)校正單元包括升壓電感L₁和L₂、續(xù)流二極管D₅和D₆、儲能電容C_d、開關(guān)管S₁和S₂與母線電容C_bus；所述LLC諧振電路包括與Boost PFC電路復(fù)用的開關(guān)管S₁和S₂、諧振電感L_r、諧振電容C_r、變壓器TR、輸出二極管D₇和D₈與輸出電容C_o。本發(fā)明變換器母線電容電位穩(wěn)定，可以有效減小EMI問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于開關(guān)電源技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種準(zhǔn)單級高功率因數(shù)交流直流變換器。

背景技術(shù)

由于電力電子裝置中非線性元件和儲能元件等的存在，會(huì)給公用電網(wǎng)造成嚴(yán)重污染，使得輸入電流波形發(fā)生嚴(yán)重畸變，網(wǎng)側(cè)輸入功率因數(shù)偏低。為了滿足國際電工委員會(huì)的諧波標(biāo)準(zhǔn)IEC61000-3-2的要求，功率因數(shù)校正(Power Factor Correction，PFC)技術(shù)被應(yīng)用于這些電力電子裝置當(dāng)中。

圖1示出了一種傳統(tǒng)的兩級式Boost-LLC變換器，可以達(dá)到較高的功率因數(shù)，并且母線電壓可以精確控制，但總體結(jié)構(gòu)復(fù)雜、元件數(shù)量較多，因此成本和設(shè)計(jì)難度都相應(yīng)增大。

考慮到結(jié)構(gòu)特性和整體成本，目前應(yīng)用較為廣泛的PFC變換器主要是準(zhǔn)單級式Boost-LLC變換器。如圖2所示，傳統(tǒng)的準(zhǔn)單級式Boost-LLC變換器，具有結(jié)構(gòu)簡單，元件數(shù)量較少等優(yōu)點(diǎn)，但由于Boost電路處于開環(huán)狀態(tài)，并且占空比恒定為0.5，因此其母線電壓V_bus會(huì)大于輸入電壓峰值的2倍，這樣就會(huì)使得在高壓輸入時(shí)母線電壓過高，開關(guān)管等功率器件的電壓應(yīng)力增大，造成功率器件選型困難、成本增加；如圖3所示為另一種現(xiàn)有技術(shù)的準(zhǔn)單級式Boost-LLC變換器，雖然可以降低母線電壓過高的問題，但由于母線電容兩端浮地，會(huì)引入嚴(yán)重的共模干擾問題。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種準(zhǔn)單級高功率因數(shù)交流直流變換器，包括Boost PFC電路和LLC諧振電路；Boost PFC電路和LLC諧振電路復(fù)用開關(guān)管S₁和S₂；Boost PFC電路包括濾波器、整流電路和功率因數(shù)校正單元，所述整流電路包括整流橋和輸入電容C_in，所述整流橋包括四個(gè)二極管D₁～D₄；所述功率因數(shù)校正單元包括升壓電感L₁和L₂、續(xù)流二極管D₅和D₆、儲能電容C_d、開關(guān)管S₁和S₂與母線電容C_bus；所述LLC諧振電路包括與BoostPFC電路復(fù)用的開關(guān)管S₁和S₂、諧振電感L_r、諧振電容C_r、變壓器TR、輸出二極管D₇和D₈與輸出電容C_o。