一种功率因数校正电路制造技术

技术编号:14264891 阅读:88 留言:0更新日期:2016-12-23 09:58
本发明专利技术公开了一种功率因数校正电路,包括:一整流电路,用以将交流电压转化为直流电压,所述整流电路包括一第一输出端、一第二输出端和一第三输出端;一升压变换电路,用以将所述直流电压升压并输出,升压变换电路包括一第一输入端、一第二输入端和一第四输出端,所述升压变换电路的所述第四输出端连接所述整流电路的所述第一输出端,所述第一输入端连接所述第二输出端,所述第二输入端连接所述第三输出端;一负载电路,串联于所述整流电路的所述第一输出端和所述第三输出端之间。本发明专利技术通过采用升压变换电路在实现功率因数校正的同时,提高了工作效率,使功率因数值达到99%以上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及供电
,尤其涉及一种功率因数校正(Power Factor Correction,PFC)电路。
技术介绍
传统AC(交流)/DC(直流)电源变换器的前级输入普遍采用全桥二极管不控整流方式和高压大滤波电容,以得到平稳的直流电压。虽然不控整流电路简单可靠,但由于滤波电容会导致谐波电流干扰,而使输入端的交流电压和电流均发生畸变,导致网侧功率因数只有0.6左右,从而影响了电网的正常工作,因此需要设置功率因数校正(PFC)电路。在单相PFC电路中,因为Boost(开关直流)电路结构简单,易控制,变换效率高等特点,所以应用广泛。然而,在大功率场合,影响电路效率的因素有:1)由于所有半导体器件均工作于硬开关方式,因此开关损耗大;特别是当其工作在电感电流连续(CCM)状态时,续流二极管的硬开关存在着反向恢复问题。随着输出电压与开关频率的提高,反向恢复电流造成的损耗变大,同时电磁噪声也非常严重;2)任一时刻,总有3个半导体器件导通,电源通态损耗大。具体如图1所示现有的功率因数校正电路图,图中去掉二极管(a1,a2),电感(Ln1,Ln2)均采用单一电感为传统Boost PFC电路,电路中无论是正半周还是负半周,输出功率都是通过整流桥与输入母线相连,由于电感的特殊位置,将产生很高的共模干扰,从而降低输出功率因数。
技术实现思路
针对现有的功率因数校正电路存在的上述问题,现提供一种旨在实现提高功率校正因数的功率因数校正电路。具体技术方案如下:一种功率因数校正电路,包括:一整流电路,用以将交流电压转化为直流电压,所述整流电路包括一第一输出端、一第二输出端和一第三输出端;一升压变换电路,用以将所述直流电压升压并输出,升压变换电路包括一第一输入端、一第二输入端和一第四输出端,所述升压变换电路的所述第四输出端连接所述整流电路的所述第一输出端,所述第一输入端连接所述第二输出端,所述第二输入端连接所述第三输出端;一负载电路,串联于所述整流电路的所述第一输出端和所述第三输出端之间;所述升压变换电路包括:一铁芯电感,所述铁芯电感的一端形成所述升压变换电路的所述第一输入端;一第一电容,与所述铁芯电感并联;一第三二极管,所述第三二极管的阳极连接所述铁芯电感的另一端,所述第三二极管的阴极连接所述第一电容;一第一开关管,所述第一开关管的第三输入端连接所述铁芯电感的另一端,所述第一开关管的第五输出端形成所述升压变换电路的所述第二输入端;一第四二极管,所述第四二极管的阳极连接所述第三二极管的阴极,所述第四二极管的阴极形成所述升压变换电路的所述第四输出端。优选的,所述整流电路包括:一耦合电感,所述耦合电感的第一电感的一端连接所述交流电源的第六输出端,所述耦合电感的第二电感的一端连接所述交流电源的第七输出端;一第五二极管,所述第五二极管的阳极连接所述第一电感的另一端;一第六二极管,所述第六二极管的阳极连接所述第二电感的另一端,所述第六二极管的阴极与所述第五二极管的阴极连接,并共同形成所述整流电路的所述第一输出端;一第一二极管,所述第一二极管的阳极连接所述第五二极管的阳极;一第二二极管,所述第二二极管的阳极连接所述第六二极管的阳极,所述第二二极管的阴极与所述第一二极管的阴极连接共同形成所述整流电路的所述第二输出端;一第二开关管,所述第二开关管的第三输入端与所述第五二极管的阳极连接,所述第二开关管的第八输出端连接所述交流电源的所述第六输出端;一第三开关管,所述第三开关管的第四输入端与所述第六二极管的阳极连接,所述第三开关管的第九输出端同时与第二开关管的所述第八输出端和所述交流电源的所述第七输出端及所述第六输出端连接并共同形成所述整流电路的所述第三输出端。优选的,所述整流电路还包括:一第二电容,所述第二电容并联于所述第二开关管的所述第三输入端和所述第八输出端之间;一第三电容,所述第三电容并联于所述第三开关管的所述第四输入端和所述第九输出端之间。优选的,所述整流电路还包括:一第七二极管,所述第七二极管的阳极连接所述第二开关管的所述第八输出端,所述第七二极管的阴极连接所述交流电源的所述第六输出端;一第八二极管,所述第八二极管的阳极连接所述第七二极管的阳极,所述第八二极管的阴极连接所述交流电源的所述第七输出端。优选的,所述耦合电感为同端耦合电感。优选的,所述整流电路的所述第一输出端和所述第三输出端之间串联一第四电容;所述负载电路包括:一电阻,与所述第四电容并联。优选的,所述升压变换电路还包括一驱动电路,所述驱动电路采用图腾柱驱动电路。优选的,所述第一开关管采用PMOS晶体管,所述PMOS晶体管的源极形成所述第一开关管的所述第五输出端,所述PMOS晶体管的漏极形成所述第一开关管的所述第三输入端。优选的,所述第二开关管采用NMOS晶体管,所述NMOS晶体管的源极形成所述第二开关管的所述第八输出端,所述NMOS晶体管的漏极形成所述第二开关管的所述第三输入端。优选的,所述第三开关管采用NMOS晶体管,所述NMOS晶体管的源极形成所述第三开关管的所述第九输出端,所述NMOS晶体管的漏极形成所述第三开关管的所述第四输入端。上述技术方案的有益效果:本技术方案,通过采用升压变换电路在实现功率因数校正的同时,提高了工作效率,使功率因数值达到99%以上。附图说明图1为现有的功率因数校正电路图;图2为本专利技术的所述功率因数校正电路的一种实施例的电路图;图3为本专利技术的所述功率因数校正电路工作在模态1时的电路图;图4为本专利技术的所述功率因数校正电路工作在模态2时的电路图;图5为本专利技术的所述功率因数校正电路工作在模态3时的电路图;图6为本专利技术的所述功率因数校正电路工作在模态4时的电路图;图7为本专利技术的所述功率因数校正电路工作在模态5时的电路图;图8为本专利技术的所述功率因数校正电路工作在模态6时的电路图;图9为驱动电路图;图10为第一开关管的驱动电路时序图;图11为第二开关管与第一开关的驱动波形图;图12为集成电感的模型图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图,对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本专利技术保护的范围。需要说明的是,在不冲突的情况下,本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明,但不作为本专利技术的限定。本专利技术基于如下发现:如图1所示现有的功率因数校正电路是一种双二极管式无桥Boost PFC拓扑结构,电感(Ln1,Ln2)为分立电感元件,采用分离电感可以降低EMI(Electro Magnetic Interference,电磁干扰)。为了减小PFC电路的共模噪声二极管的阴极与电源侧直接相连,在工作过程中输出端通过二极管(a1,a2)与输入电源建立联系,因此该电路结构能有效降低共模干扰。并且两个独立电感增加电源体积,每一个电感工作半个周期降低磁芯利用率。然而电路中的电感结构导致大功率开关电源其体积和重量通常会占整个电路的10-20%,增加了整个电路的体积及重量。在脉冲宽度调制变换器中,提高开关频率可以有效减小磁元件的尺寸。改善功率密度,本文档来自技高网...
一种功率因数校正电路

【技术保护点】
一种功率因数校正电路,其特征在于,包括:一整流电路,用以将交流电压转化为直流电压,所述整流电路包括一第一输出端、一第二输出端和一第三输出端;一升压变换电路,用以将所述直流电压升压并输出,升压变换电路包括一第一输入端、一第二输入端和一第四输出端,所述升压变换电路的所述第四输出端连接所述整流电路的所述第一输出端,所述第一输入端连接所述第二输出端,所述第二输入端连接所述第三输出端;一负载电路,串联于所述整流电路的所述第一输出端和所述第三输出端之间;所述升压变换电路包括:一铁芯电感,所述铁芯电感的一端形成所述升压变换电路的所述第一输入端;一第一电容,与所述铁芯电感并联;一第三二极管,所述第三二极管的阳极连接所述铁芯电感的另一端,所述第三二极管的阴极连接所述第一电容;一第一开关管,所述第一开关管的第三输入端连接所述铁芯电感的另一端,所述第一开关管的第五输出端形成所述升压变换电路的所述第二输入端;一第四二极管,所述第四二极管的阳极连接所述第三二极管的阴极,所述第四二极管的阴极形成所述升压变换电路的所述第四输出端。

【技术特征摘要】
1.一种功率因数校正电路,其特征在于,包括:一整流电路,用以将交流电压转化为直流电压,所述整流电路包括一第一输出端、一第二输出端和一第三输出端;一升压变换电路,用以将所述直流电压升压并输出,升压变换电路包括一第一输入端、一第二输入端和一第四输出端,所述升压变换电路的所述第四输出端连接所述整流电路的所述第一输出端,所述第一输入端连接所述第二输出端,所述第二输入端连接所述第三输出端;一负载电路,串联于所述整流电路的所述第一输出端和所述第三输出端之间;所述升压变换电路包括:一铁芯电感,所述铁芯电感的一端形成所述升压变换电路的所述第一输入端;一第一电容,与所述铁芯电感并联;一第三二极管,所述第三二极管的阳极连接所述铁芯电感的另一端,所述第三二极管的阴极连接所述第一电容;一第一开关管,所述第一开关管的第三输入端连接所述铁芯电感的另一端,所述第一开关管的第五输出端形成所述升压变换电路的所述第二输入端;一第四二极管,所述第四二极管的阳极连接所述第三二极管的阴极,所述第四二极管的阴极形成所述升压变换电路的所述第四输出端。2.如权利要求1所述的功率因数校正电路,其特征在于,所述整流电路包括:一耦合电感,所述耦合电感的第一电感的一端连接所述交流电源的第六输出端,所述耦合电感的第二电感的一端连接所述交流电源的第七输出端;一第五二极管,所述第五二极管的阳极连接所述第一电感的另一端;一第六二极管,所述第六二极管的阳极连接所述第二电感的另一端,所述第六二极管的阴极与所述第五二极管的阴极连接,并共同形成所述整流电路的所述第一输出端;一第一二极管,所述第一二极管的阳极连接所述第五二极管的阳极;一第二二极管,所述第二二极管的阳极连接所述第六二极管的阳极,所述第二二极管的阴极与所述第一二极管的阴极连接共同形成所述整流电路的所述第二输出端;一第二开关管,所述第二开关管的第三输入端与所述第五二极管的阳极连接,所述第二开关管的第八输出端连接所述交流电源的所述第六输出端;一第三开关管,所述第三开关管的第四输入端与...

【专利技术属性】
技术研发人员:孔中华张莉
申请(专利权)人:宁波赛耐比光电科技股份有限公司
类型:发明
国别省市:浙江;33

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