一种交流输入带功率因数校正的全桥单极变换器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种交流输入带功率因数校正的全桥单极变换器，包括变压器，原边电路和副边电路，所述原边电路包括功率因数电感、电流取样电阻、正钳位装置、负钳位装置、正向全桥、负向全桥、原边电感和原边电容；接受交流直接输入，通过交流的正、负半周切换控制，可以解决普通单极变换器输入为二极管的效率低的问题；全桥的Boost变换时，采用双桥臂同时导通的方式，比普通单极全桥半桥臂导通方式，Boost变换时导通损耗约一半；双向配置钳位电容，保证在电路出现故障时，不被变换器产生的高压尖峰击穿；采用移相全桥变形控制模式，在通用的集成电路上加少许器件就容易完成控制脉冲的分配。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种电源变换器，特别是涉及一种交流输入带功率因数校正的全桥单极变换器。
技术介绍
一般的电源变换器，使用普通的二极管整流，然后通过Boost升压的功率因数校正，再通过全桥变换和整流，从而把交流电源变换成直流或者交流，存在控制复杂，器件多，效率低等问题。
技术实现思路
本技术的目的是针对现有电源变换器的不足，提供一种交流输入带功率因数校正的全桥单极变换器，具有控制简单，使用器件少，效率高，适用范围更广。为达到所述目的，本技术采用的技术方案如下：提供了一种交流输入带功率因数校正的全桥单极变换器，包括变压器，原边电路和副边电路，其特征在于，所述原边电路包括功率因数电感、电流取样电阻、正钳位装置、负钳位装置、正向全桥、负向全桥、原边电感和原边电容；所述电流取样电阻Rcs接于N端；所述功率因数电感包含输入电感Lin，输入电感Lin接于L端；正钳位装置包括钳位电容C+和钳位开关管Scc+，钳位电容C+一端接电流取样电阻Rcs，另一端接钳位开关管Scc+的漏极，钳位开关管Scc+源极接输入电感Lin；负钳位装置包括钳位电容C-和钳位开关管Scc-，钳位电容C-一端接功率因数电感Lin，另一端接负极钳位开关管Scc-漏极，负极钳位开关管Scc-源极接电流取样电阻Rcs；正向全桥包含开关管SA+、开关管SB+、开关管SC+和开关管SD+，开关管SB+和开关管SD+共源极，并和Scc-源极一起接于电流取样电阻Rcs；负向全桥包含开关管SA-、开关管SB-、开关管SC-和开关管SD-，开关管SB-和开关管SD-共源极，并和Scc+源极一起接于功率因数电感Lin；正向全桥、负向全桥两中点一端接变压器T原边的一端，另一端接原边电容Cb，原边电容Cb另一端串联原边电感Lr后接于变压器T原边的另一端；当交流输入L端为正时，负向全桥的开关管SA-、开关管SB-、开关管SC-和开关管SD-全部整区间导通，钳位开关管Scc-关断，正向全桥的开关管SA+、开关管SB+、开关管SC+和开关管SD+按移相全桥导通原则，钳位开关管Scc+导通；做Boost导通时，正向全桥的开关管同时导通，钳位开关管Scc+关断，Boost关断时，正向全桥的开关管继续按移相全桥导通原则，钳位开关管Scc+导通。当交流输入N端为正时，正向全桥的开关管SA+、开关管SB+、开关管SC+和开关管SD+全部整区间导通，钳位开关管Scc+关断，负向全桥的开关管SA-、开关管SB-、开关管SC-和开关管SD-按移相全桥导通原则，钳位开关管Scc-导通；做Boost导通时，负向全桥的开关管同时导通，钳位开关管Scc-关断，Boost关断时，负向全桥的开关管继续按移相全桥导通原则，钳位开关管Scc-导通。在上述技术方案的一个实施例中，所述功率因数电感还包含输入电感Nin，输入电感Nin一端接于N端，另一端接电流取样电阻Rcs。在上述技术方案的一个实施例中，以共模电感替代输入电感Lin作为功率因数电感，共模电感接于交流输入L端和N端之间。在上述技术方案的一个实施例中，所述副边电路包括输出电感、整流二极管及滤波电容；变压器T副边的一端接整流二极管D+正极、另一端接整流二极管D-正极，变压器中心抽头接滤波电容Cf一端，作输出负极；整流二极管D+负极和整流二极管D-负极并接后，接于输出电感Lf，输出电感Lf另一端接滤波电容Cf的另一端，作输出正极。在上述技术方案的一个实施例中，所述副边电路包括包括输出电感、同步整流管及滤波电容；同步整流管Sy+漏极接于变压器副边一端，源极和同步整流管Sy-源极及滤波电容一端并接作输出负极，同步整流管Sy-漏极接于变压器副边另一端，变压器中心抽头接滤波电感Lf，输出电感Lf另一端接滤波电容另一端，做输出正极。在上述技术方案的一个实施例中，所述电流取样电阻接于功率因数电感之后，还可以接于N端，位于钳位开关管Scc-之前。在上述技术方案的一个实施例中，所述钳位电容C+并联有放电电阻R+，所述钳位电容C-并联有放电电阻R-。本技术的技术方案有益效果在于：采用双钳位电容模式，可以保证输入L、N端在正或者负电压情况下，由电路故障、辅助电源故障、电感正导通时或开关管全部断开而引起尖峰电压时，可以分别由正钳位装置、负钳位装置吸收；采用正向全桥、负向全桥分别按输入时正、负电压导通，当一边做Boost和全桥时，另一全桥具有输入的同步整流作用，降低了输入压降，提高了输入效率，当变换器为Boost导通时，全桥所有管子一起导通，比普通全桥单臂管子管子导通的方式，降低了二分之一的导通损耗，明显提高全桥变换部分的效率。附图说明图1是本技术实施例一的变换器的电路原理图。图2是本技术实施例一的变换器的各开关管驱动波形图一。图3是本技术实施例一的变换器的各开关管驱动波形图二。图4是本技术实施例二的变换器的电路原理图。图5是本技术实施例二的变换器的各开关管驱动波形图一。图6是本技术实施例二的变换器的各开关管驱动波形图二。具体实施方式本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。以下结合附图与具体实施例说明对本技术的技术方案进一步说明。实施例一如图1所示，实施例一提供的是一种交流输入带功率因数校正的全桥单极变换器，采用单电感输入和整流二极管，包括变压器T，原边电路和副边电路，原边电路包括功率因数电感、电流取样电阻Rcs、正钳位装置、负钳位装置、正向全桥、负向全桥、原边电感Lr和原边电容Cb；电流取样电阻Rcs接于N端；功率因数电感为输入电感Lin，输入电感Lin接于交流输入L端；正钳位装置包括钳位电容C+和钳位开关管Scc+，钳位电容C+一端接电流取样电阻Rcs，另一端接钳位开关管Scc+的漏极，钳位开关管Scc+源极接输入电感Lin；负钳位装置包括钳位电容C-和钳位开关管Scc-，钳位电容C-一端接功率因数电感Lin，另一端接负极钳位开关管Scc-漏极，负极钳位开关管Scc-源极接电流取样电阻Rcs；正向全桥包含开关管SA+、开关管SB+、开关管SC+和开关管SD+，开关管SB+和开关管SD+共源极，并和Scc-源极一起接于电流取样电阻Rcs；负向全桥包含开关管SA-、开关管SB-、开关管SC-和开关管SD-，开关管SB-和开关管SD-共源极，并和Scc+源极一起接于功率因数电感Lin；正向全桥、负向全桥两中点一端接变压器T原边的一端，另一端接原边电容Cb，原边电容Cb另一端串联原边电感Lr后接于变压器T原边的另一端；副边电路包括输出电感Lf、整流二极管D+、整流二极管D-及滤波电容Cf；变压器T副边的一端接整流二极管D+正极、另一端接整流二极管D-正极，变压器中心抽头接滤波电容Cf一端，作输出负极；整流二极管D+负极和整流二极管D-负极并接后，接于输出电感Lf，输出电感Lf另一端接滤波电容Cf的另一端，作输出正极。如图2、3所示，当L端输入为交流正半周时：负向全桥开关管SA-、SB-、SC-、SD-全部导通，负极钳位开关管Scc-关断。移相全桥脉冲驱动A+，为参考移相全桥脉冲本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种交流输入带功率因数校正的全桥单极变换器，包括变压器，原边电路和副边电路，其特征在于，所述原边电路包括功率因数电感、电流取样电阻、正钳位装置、负钳位装置、正向全桥、负向全桥、原边电感和原边电容；所述电流取样电阻Rcs接于N端；所述功率因数电感包含输入电感Lin，输入电感Lin接于L端；正钳位装置包括钳位电容C+和钳位开关管Scc+，钳位电容C+一端接电流取样电阻Rcs，另一端接钳位开关管Scc+的漏极，钳位开关管Scc+源极接输入电感Lin；负钳位装置包括钳位电容C‑和钳位开关管Scc‑，钳位电容C‑一端接功率因数电感Lin，另一端接负极钳位开关管Scc‑漏极，负极钳位开关管Scc‑源极接电流取样电阻Rcs；正向全桥包含开关管SA+、开关管SB+、开关管SC+和开关管SD+，开关管SB+和开关管SD+共源极，并和Scc‑源极一起接于电流取样电阻Rcs；负向全桥包含开关管SA‑、开关管SB‑、开关管SC‑和开关管SD‑，开关管SB‑和开关管SD‑共源极，并和Scc+源极一起接于功率因数电感Lin；正向全桥、负向全桥两中点一端接变压器T原边的一端，另一端接原边电容Cb，原边电容Cb另一端串联原边电感Lr后接于变压器T原边的另一端。...

【技术特征摘要】
1.一种交流输入带功率因数校正的全桥单极变换器，包括变压器，原边电路和副边电路，其特征在于，所述原边电路包括功率因数电感、电流取样电阻、正钳位装置、负钳位装置、正向全桥、负向全桥、原边电感和原边电容；所述电流取样电阻Rcs接于N端；所述功率因数电感包含输入电感Lin，输入电感Lin接于L端；正钳位装置包括钳位电容C+和钳位开关管Scc+，钳位电容C+一端接电流取样电阻Rcs，另一端接钳位开关管Scc+的漏极，钳位开关管Scc+源极接输入电感Lin；负钳位装置包括钳位电容C-和钳位开关管Scc-，钳位电容C-一端接功率因数电感Lin，另一端接负极钳位开关管Scc-漏极，负极钳位开关管Scc-源极接电流取样电阻Rcs；正向全桥包含开关管SA+、开关管SB+、开关管SC+和开关管SD+，开关管SB+和开关管SD+共源极，并和Scc-源极一起接于电流取样电阻Rcs；负向全桥包含开关管SA-、开关管SB-、开关管SC-和开关管SD-，开关管SB-和开关管SD-共源极，并和Scc+源极一起接于功率因数电感Lin；正向全桥、负向全桥两中点一端接变压器T原边的一端，另一端接原边电容Cb，原边电容Cb另一端串联原边电感Lr后接于变压器T原边的另一端。2.根据权利要求1所述的一种交流输入带功率因数校正的全桥单极变换器，其特征在于，所述功率因数电感还包含输入电感Nin，输入电感Nin一端接于N端，另一端接...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓霖，王云鹏，杨帅，何志龙，张英丽，彭权，白雨微，
申请(专利权)人：内江市凌辉电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51