高效单级功率因数校正半桥及LLC电源制造技术

本发明专利技术涉及一种高效单级功率因数校正半桥及LLC电源，是利用正激式变压器的初级线圈与主变压器初级线圈及电容串联，作为半桥电源的负载电路。将半桥电源的负载电路一部分电能用来校正输入电流波形并将负载电路大部分电能转换成次级电能。利用一小电容吸收主变压器初级线圈的漏感电能以提高电源的效率。主变压器初级线圈，电感，正激式变压器的初级线圈及电容串联作为LLC电源的负载电路.另一电容一端接于电感与正激式变压器的初级线圈的连接处，其另端接串联电路中的电容端以降低通过正激式变压器的电流，本发明专利技术最大优点是初级电压处于交流电的峰值电压附近从而降低用于校正功率因数的电能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于开关电源，特别是一种高功率因数半桥及LLC电源。
技术介绍
传统的开关电源是在整流硅桥后直接接一个滤波电容，这种结构会产生大量的非线性电流并污染交流电网，同时它对电网所传送的电力利用率较低。为了减少非线性电流，并达到国际标准ENG1000-3-2，人们提出各种各样的方法来提高功率因数，其中有无源功率因数校正电路，其功率因数在80％--90％之间；还有一种是有源功率因数校正线路，此种线路功率因数可达99％。有源线路最成功的是二阶功率校正线路，其原理是先将整流后的波动直流电的电压提高到特定的电压，并形成稳定的直流电压后，再将此直流电变换成我为输出直流电。此线路也存在着一些缺点，一、它开始工作时有较大的冲击电流；二、它将现有的电压提升，从而增加了对后续功率转换元件的要求(即开关管的要求)，目前高功率因数电源的损坏多属于这个原因；三、由于增加了一阶线路也增加了电源的自身损耗。此外人们还提出许多单阶高功率因数电源，这些线路多数以牺牲线路可靠性为代价，是不可取的。本人提出一种稳定可靠、高效节能并成本低的高功率因数半桥直流电源。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种稳定、高效并成本低的高功率因数(PFC)直流电源。本专利技术的基本原理是利用正激式变压器的初级线圈与主变压器的初级线圈串联，作为半桥及LLC电源的初级负载电路.负载电路的一部分电能用来校正电流输入波形并将新负载电路大部分电能转换成次级电能。在半桥电源初级负载电路中用一小电容的一端接于正激式变压器的初级线圈与主变压器的初级线圈连接处，其另端接于上开关管的漏极或下开关管的源极，用于吸收主变压器的漏感电能.在LLC电源初级负载电路中用一电容并接正激式变压器的初级线圈与电容串联电路两端，用于降低通过正激式变压器的初级线圈的电流。本专利技术不局限于具体的线路，根据本专利技术原理可以设计出多种不同的线路都应属于本专利技术的权利要求保护范围。附图说明图1、是本专利技术高效单级功率因数校正半桥电源。图2是本专利技术高效单级功率因数校正半桥电源的另一连接结构。图3是本专利技术高效单级功率因数校正LLC电源。图4是本专利技术高效单级功率因数校正LLC电源的另一连接结构。图5是本专利技术高效单级功率因数校正LLC电源的又一连接结构。图6是本专利技术120V交流输入高效单级功率因数校正LLC电源。高效单级功率因数校正半桥电源具体连接方式是参考图1、具体连接方式是：整流桥BD10输入两端接工频交流电源。第一电容C10并接在整流桥BD10输出两端。电感L10的第一接线端接整流桥BD10输出的正极。第一二极管D10的阳极接电感L10的第二接线端。第二二极管D12的阳极接电感L10的第二接线端。正激式变压器T10有二个线圈，正激式变压器的初级线圈，正激式变压器的校正线圈其中校正线圈有一中心抽头。校正线圈的第一接线端接第一二极管D10的阴极，校正线圈的第二接线端接接第二二极管D12的阴极。第二电容12的正极端接正激式变压器的校正线圈的中心抽头。第三电容14的正极端接第二电容12的负极端，第三电容14的正极端接整流桥BD10输出的负极端。主变压器T12有初级线圈和次级线圈，次级线圈接次级线路单元。第一开关管Q10的第一端与第二电容C12的正极端相连；第一开关管Q10的第二端；第一开关管Q10的控制极接控制线路单元。第二开关管Q12的第一端与第一开关管Q10的第二端相连；第二开关管Q12的第二端接整流桥BD10输出的负极端；第二开关管Q12的控制级接控制线路单元。正激式变压器的初级线圈，主变压器T12的初级线圈及第五电容C18组成一串联线路，作为半桥电源的初级负载线路。半桥电源的初级负载线路的正激式变压器的初级线圈端接第二开关管Q12的第一端及第一开关管Q10的第二端，半桥电源的初级负载线路的第五电容C18端接第三电容14的正极端及第二电容12的负极端。第四电容C16的一端接正激式变压器的初级线圈和主变压器T12的初级线圈的连接处，第四电容C16的另一端接第三电容14的负极端。其工作原理如下(参考图1)：当电源的第一开关管Q10导通时，第二电容C12的放电电流通过正激式变压器T10的初级线圈给电容C16充电，第二电容C12的放电电流通过正激式变压器T10的初级线圈，主变压器T12的初级线圈及第五电容C18，此时正激式变压器T10的校正线圈有感应电压，输入电压与正激式变压器的校正线圈的感应电压通过电感L10，第一二极管D10及正激式变压器T10的校正线圈对电容C12及电容C14充电。当第一开关管Q10断开时，电感L10感应电压和输入电压通过电感L10，第二二极管D12和正激式变压器T10的校正线圈对电容C12及电容C14充电。电容C16电能及主变压器T12的初级线圈的漏感能对电容C14充电。当开关电源的第二开关管Q12导通时，电容C16电能通过正激式变压器T10的初级线圈放电，第三电容C14的放电电流通过第五电容C18，主变压器T12的初级线圈及正激式变压器T10的初级线圈，此时正激式变压器T10的校正线圈有感应电压，输入电压与正激式变压器的校正线圈的感应电压通过电感L10，第二二极管D12及正激式变压器T10的校正线圈对电容C12及电容C14充电。当第二开关管Q12断开时，电感L10感应电压和输入电压通过电感L10，第一二极管D10和正激式变压器T10的校正线圈对电容C12及电容C14充电。主变压器T12的初级线圈的漏感能对电容C16充电第二电容12的正极端图2是本专利技术高效单级功率因数校正半桥电源的另一连接结构。电容C16一端接正激式变压器的初级线圈和主变压器T12的初级线圈的连接处，第四电容C16的另一端接第二电容12的正极端。电感L10接正激式变压器的校正线圈的中心抽头，第一二极管D10的阳极和第二二极管D12的阳极分别接正激式变压器的校正线圈的第一接线端和正激式变压器的校正线圈的第二接线端。第一二极管D10的阴极和第二二极管D12的阴极接第二电容12的正极端。本专利技术高效单级功率因数校正半桥电源的正激式变压器的校正线圈，第一二极管D10，第二二极管D12及电感L10可以有不同连接方案，其原理相同。LLC高功率因数电路(图3)具体连接方式是参考图3整流桥BD20输入两端接工频交流电源。第一电容C20并接在整流桥BD20输出两端。第一电感L20的第一接线端接整流桥BD10输出的正极。第一二极管D20的阳极接电感L20的第二接线端。第二二极管D22的阳极接电感L20的第二接线端。正激式变压器T20有二个线圈，正激式变压器的初级线圈，正激式变压器的校正线圈其中校正线圈有一中心抽头。校正线圈的第一接线端接第一二极管D20的阴极，校正线圈的第二接线端接接第二二极管D22的阴极。第二电容C22的正极端接正激式变压器的校正线圈的中心抽头，第二电容C22的负极端接整流桥BD20输出的负极端。第一开关管Q20，第二开关管Q22，第一开关管Q20的漏极与第二电容C22的正极端，第一开关管Q20的源极与第二开关管Q22的漏极相连，第一开关管Q20的控制极接LLC的控制线路单元。第二开关管Q22的漏极与第二电容C22的负极端相连，第二开关管Q20的控制极接LLC的控制线路单元。主变压器T12有二个线圈，主变压器的初级线圈，主变压器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高效单级功率因数校正半桥电源由下列元件组成：整流桥，整流桥输入两端接工频交流电源；第一电容，第一电容并接在整流桥输出两端；电感，电感的第一接线端接整流桥输出的正极；第一二极管，第一二极管的阳极接电感的第二接线端；第二二极管，第二二极管的阳极接电感的第二接线端；正激式变压器，正激式变压器有二个线圈，正激式变压器的初级线圈，正激式变压器的校正线圈其中校正线圈有一中心抽头；校正线圈的第一接线端接第一二极管的阴极，校正线圈的第二接线端接接第二二极管的阴极；第二电容，第二电容的正极端接正激式变压器的校正线圈的中心抽头；第三电容，第三电容的正极端接第二电容的负极端，第三电容的负极端接整流桥输出的负极端；第四电容；第五电容；主变压器，主变压器有初级线圈和次级线圈，次级线圈接次级线路单元；第一开关管，第一开关管的第一端与第二电容的正极端相连；第一开关管的控制极接控制线路单元；第二开关管，第二开关管的第一端与第一开关管的第二端相连；第二开关管的第二端接第三电容的负极；第二开关管的控制级接控制线路单元；正激式变压器的初级线圈，主变压器的初级线圈及第五电容组成一串联线路，作为半桥电源的初级负载线路；半桥电源的初级负载线路的正激式变压器的初级线圈端接第二开关管的第一端及第一开关管的第二端，半桥电源的初级负载线路的第五电容端接第三电容的正极端及第二电容的负极端；第四电容的一端接正激式变压器的初级线圈和主变压器的初级线圈的连接处，第四电容的另一端接第三电容的负极端或第二电容的正极端。...

【技术特征摘要】
1.一种高效单级功率因数校正半桥电源由下列元件组成：整流桥，整流桥输入两端接工频交流电源；第一电容，第一电容并接在整流桥输出两端；电感，电感的第一接线端接整流桥输出的正极；第一二极管，第一二极管的阳极接电感的第二接线端；第二二极管，第二二极管的阳极接电感的第二接线端；正激式变压器，正激式变压器有二个线圈，正激式变压器的初级线圈，正激式变压器的校正线圈其中校正线圈有一中心抽头；校正线圈的第一接线端接第一二极管的阴极，校正线圈的第二接线端接接第二二极管的阴极；第二电容，第二电容的正极端接正激式变压器的校正线圈的中心抽头；第三电容，第三电容的正极端接第二电容的负极端，第三电容的负极端接整流桥输出的负极端；第四电容；第五电容；主变压器，主变压器有初级线圈和次级线圈，次级线圈接次级线路单元；第一开关管，第一开关管的第一端与第二电容的正极端相连；第一开关管的控制极接控制线路单元；第二开关管，第二开关管的第一端与第一开关管的第二端相连；第二开关管的第二端接第三电容的负极；第二开关管的控制级接控制线路单元；正激式变压器的初级线圈，主变压器的初级线圈及第五电容组成一串联线路，作为半桥电源的初级负载线路；半桥电源的初级负载线路的正激式变压器的初级线圈端接第二开关管的第一端及第一开关管的第二端，半桥电源的初级负载线路的第五电容端接第三电容的正极端及第二电容的负极端；第四电容的一端接正激式变压器的初级线圈和主变压器的初级线圈的连接处，第四电容的另一端接第三电容的负极端或第二电容的正极端。2.根据权利要求1，一高效单级功率因数校正半桥电源其特征在于正激式变压器的初级线圈与主变压器初级线圈串联，通过正激式变压器的初级线圈的电能转换成正激式变压器的校正线圈的校正电能，通过主变压器的初级线圈的电能转换成次级电路的电能。3.根据权利要求1，一高效单级功率因数校正半桥电源其特征在于第四电容的一端接正激式变压器的初级线圈和主变压器的初级线圈的连接处，第四电容的另一端接第三电容的负极端或第二电容的正极端。用于吸收主变压器的初级线圈的漏感电能既提高电源的效率。4.根据权利要求1，一高效单级功率因数校正半桥电源其特征在于正激式变压器的校正线圈，第一二极管，第二二极管及电感组成一功率因数校正电路用于校正输入电流波行；正激式变压器的校正线圈，第一二极管，第二二极管及电感组成的校正电路有多种不同的连接方式，其功能相同。5.一种高效单级功率因数校LLC电源由下列原件组成：整流桥，整流桥输入两端接工频交流电源第一电容，第一电容并接在整流桥输出两端；第一电感，第一电感的第一接线端接整流桥输出的正极；第一二极管，第一二极管的阳极接第一电感的第二接线端；第二二极管，第二二极管的阳极接第一电感的第二接线端；正激式变压器，正激式变压器有二个线圈，正激式变压器的初级线圈，正激式变压器的校正线圈其中校正线圈有一中心抽头，校正线圈的第一接线端接第一二极管的阴极，校正线圈的第二接线端接第二二极管的阴极；第二电容，第二电容的正极端接正激式变压器的校正线圈的中心抽头，第二电容的负极端接整流桥输出的负极端；第一开关管，第一开关管的漏级接第二电容的正极端，第一开关管的控制极接控制线路单元；第二开关管，第二开关管的漏级接第一开关管的源极，第二开关管的源极接第二电容的负极端，第二开关管的控制极接控制线路单元；第三电容；第四电容；第二电感；主变压器，主变压器有初级线圈和次级线圈，主变压器的次级线圈接次级线圈线路单元...

【专利技术属性】
技术研发人员：林福泳，
申请(专利权)人：林福泳，林福祥，
类型：发明
国别省市：福建;35