一种功率因数校正整流器和不间断电源制造技术

本发明专利技术实施例提供了一种PFC整流器和不间断电源，采用电容解决了整流电路电磁干扰的问题，并提高了PFC整流器的效率、降低了成本、减小了PFC整流器的体积。该PFC整流器，包括PFC整流电路和至少一个滤波电容；每个滤波电容的一端均连接PFC整流电路中的工频开关单元和高频开关单元相连的连接点；针对一个滤波电容，该滤波电容的另一端连接在第一PFC电感与为PFC整流器供电的直流电源的正极之间；其中，第一PFC电感为所述PFC整流电路中的一个PFC电感，第二PFC电感为所述PFC整流电路中的另一个PFC电感。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力电子
，尤其涉及一种功率因数校正整流器和不间断电源。
技术介绍
在线不间断电源(UPS，Uninterruptible Power Supply)中的功率因数校正(PFC，Power Factor Correction)整流电路在设计上尽可能的将AC/DC变换器与DC/DC变换器共用部分器件，以达到降低成本的目的。但是，使用单电池组的PFC整流电路，往往都存在着电磁干扰的问题。图1所示的使用单电池组的三相PFC整流电路工作在电池模式下，开关K1接电池组DC的正极，在正母线电容C1储能时，开关管Q2导通，开关管Q1高频斩波，在开关管Q1导通时，电池组DC、电感L1、开关管Q1、开关管Q2、电感L2构成储能回路，给电感L1和电感L2充电；此时，电池组DC的负极的电位为-V_DC/2，其中，V_DC是电池组DC的电压；在开关管Q1关断时，电池组DC、电感L1、二极管D3、正母线电容C1、开关管Q2、电感L2构成续流回路，电感L1和电感L2释放能量，正母线电容C1储能；此时，电池组DC的负极的电位为(V_BUS-V_DC)/2，其中，V_BUS是图1所示的PFC整流电路的正母线输出端BUS+的电压与负母线输出端BUS-的电压之差。图1所示的使用单电池组的三相PFC整流电路在电池模式下开关K1接电池组DC的正极，在负母线电容C2储能时，开关管Q1常通，开关管Q2高频斩波，在开关管Q2导通时，电池组DC、电感L1、开关管Q1、开关管Q2、电感L2构成储能回路，给电感L1和电感L2充电；此时，电池组DC的负极
的电位为-V_DC/2，其中，V_DC是电池组DC的电压；在开关管Q2关断时，电池组DC、电感L1、开关管Q1、负母线电容C2、二极管D4、电感L2构成续流回路，电感L1和电感L2释放能量，负母线电容C2储能；此时，电池组DC的负极的电位为-(V_BUS+V_DC)/2。也就是说，当图1所示的PFC整流电路工作在电池模式下时，无论是为正母线电容储能的过程中，还是为负母线电容储能的过程中，电池组的负极的电位都在高频跳变，这会在电池组的正极连接的电容C4和电池组的负极连接的电容C3上形成很强的高频共模电流，从而形成电磁干扰。针对图1所示的PFC整流电路工作在电池模式下形成电磁干扰的问题，目前的一种解决方案如图2所示。图2所示的PFC整流电路在电池模式下开关K1接电池组DC的正极，在正母线电容C1储能时，开关管Q2导通，开关管Q1高频斩波，在开关管Q1导通时，电池组DC、电感L1、开关管Q1、开关管Q2、电感L2构成储能回路，给电感L1和电感L2充电；同时，二极管D6、开关管Q2和电感L2构成回路；而在开关管Q1关断时，电池组DC、电感L1、二极管D3、正母线电容C1、开关管Q2、电感L2构成续流回路，电感L1和电感L2释放能量，正母线电容C1储能；同时，二极管D6、开关管Q2和电感L2也构成回路；在正母线电容C1储能的过程中，开关管Q1的驱动信号VGS1、开关管Q2的驱动信号VGS2、电感L1上的电流IL1、二极管D6上的电流ID4、以及电感L2上的电流IL2如图3所示，从图3中可以看出在正母线电容C1储能的过程中，二极管D6会流过所有的纹波电流，二极管D6基本常通或者轻微的零电流自然关断，由于电感L2上的电流基本不变，因此电感L2相当于一段导线，由于Q2导通，因此，电池组DC的负极的电位为交流电源AC的零线N的电位，不会发生跳变。图2所示的PFC整流电路在电池模式下开关K1接电池组DC的正极，在负母线电容C2储能时，开关管Q1导通，开关管Q2高频斩波，在开关管Q2
导通时，电池组DC、电感L1、开关管Q1、开关管Q2、电感L2构成储能回路，给电感L1和电感L2充电；同时，二极管D5、电感L1和开关管Q1构成回路；而在开关管Q2关断时，电池组DC、电感L1、开关管Q1、负母线电容C2、二极管D4、电感L2构成续流回路，电感L1和电感L2释放能量，负母线电容C2储能；同时，二极管D5、电感L1和开关管Q1构成回路；同样地，在负母线电容C2储能的过程中，二极管D5会流过所有的纹波电流，二极管D5基本常通或者轻微的零电流自然关断，由于电感L1上的电流基本不变，因此电感L1相当于一段导线，由于Q1导通，因此，电池组DC的正极的电位为交流电源AC的零线N的电位，不会发生跳变。由此可见，图2所示的PFC整流电路可以降低电磁干扰，但是，在为正母线电容C1储能的过程中，二极管D6需要散热器，并且开关管Q2和电感L2流过的电流一直都是峰值电流，这使得开关管Q2的导通损耗和电感L2的铜耗很大；而在为负母线电容C2储能的过程中，二极管D5需要散热器，并且开关管Q1和电感L1流过的电流一直都是峰值电流，这使得开关管Q1的导通损耗和电感L1的铜耗很大。综上所述，现有的PFC整流电路在增加了二极管之后，虽然可以降低电磁干扰，但是，增加了二极管之后的PFC整流电路中需要为新增的二极管加装散热器，这增大了PFC整流电路的体积和成本，并且增加了二极管之后的PFC整流电路中的开关管的导通损耗和电感的铜耗都增大了。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种PFC整流器和不间断电源，用以解决现有的PFC整流电路在增加二极管降低电磁干扰时，会增大PFC整流电路中的开关管的导通损耗和电感的铜耗，另外，还需要为新增的二极管加装散热器，这增大了PFC整流电路的体积和成本的问题。基于上述问题，本专利技术实施例提供的一种PFC整流器，包括PFC整流电
路和至少一个滤波电容；每个滤波电容的一端均连接所述PFC整流电路中的工频开关单元和高频开关单元相连的连接点；针对一个滤波电容，该滤波电容的另一端连接在第一PFC电感与为所述PFC整流器供电的直流电源的正极之间；第一PFC电感为所述PFC整流电路中的一个PFC电感，第二PFC电感为所述PFC整流电路中的另一个PFC电感。可选地，针对一个滤波电容，该滤波电容的另一端直接连接所述直流电源的正极。可选地，当所述直流电源的正极通过第一切换开关连接所述第一PFC电感；一个滤波电容的另一端连接在第一PFC电感与为所述PFC整流器供电的直流电源的正极之间，具体包括：该滤波电容的另一端连接所述第一切换开关与所述第一PFC电感相连的连接点；其中，所述第一切换开关将所述PFC整流器在市电模式和电池模式之间切换。本专利技术实施例提供的另一种PFC整流器，包括PFC整流电路和至少一个滤波电容；每个滤波电容的一端均连接所述PFC整流电路中的工频开关单元和高频开关单元相连的连接点；针对一个滤波电容，该滤波电容的另一端连接在第二PFC电感与所述直流电源的负极之间；第一PFC电感为所述PFC整流电路中的一个PFC电感，第二PFC电感为所述PFC整流电路中的另一个PFC电感。可选地，针对一个滤波电容，该滤波电容的另一端直接连接所述直流电源的负极。可选地，当所述直流电源的负极通过第二切换开关连接所述第二PFC电感；一个滤波电容的另一端连接在第二PFC电感与为所述PFC整流器供电的
直流电源的负极之间，具体包括：该滤波电容的另一端连接所述第二切换开关与所述第二PFC电感相连的连接点；其本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种功率因数校正PFC整流器，其特征在于，包括PFC整流电路和至少一个滤波电容；每个滤波电容的一端均连接所述PFC整流电路中的工频开关单元和高频开关单元相连的连接点；针对一个滤波电容，该滤波电容的另一端连接在第一PFC电感与为所述PFC整流器供电的直流电源的正极之间；第一PFC电感为所述PFC整流电路中的一个PFC电感，第二PFC电感为所述PFC整流电路中的另一个PFC电感。

【技术特征摘要】
1.一种功率因数校正PFC整流器，其特征在于，包括PFC整流电路和至少一个滤波电容；每个滤波电容的一端均连接所述PFC整流电路中的工频开关单元和高频开关单元相连的连接点；针对一个滤波电容，该滤波电容的另一端连接在第一PFC电感与为所述PFC整流器供电的直流电源的正极之间；第一PFC电感为所述PFC整流电路中的一个PFC电感，第二PFC电感为所述PFC整流电路中的另一个PFC电感。2.如权利要求1所述的PFC整流器，其特征在于，一个滤波电容的另一端连接在第一PFC电感与为所述PFC整流器供电的直流电源的正极之间，具体包括：该滤波电容的另一端直接连接所述直流电源的正极。3.如权利要求1所述的PFC整流器，其特征在于，所述直流电源的正极通过第一切换开关连接所述第一PFC电感；一个滤波电容的另一端连接在第一PFC电感与为所述PFC整流器供电的直流电源的正极之间，具体包括：该滤波电容的另一端连接所述第一切换开关与所述第一PFC电感相连的连接点；其中，所述第一切换开关将所述PFC整流器在市电模式和电池模式之间切换。4.如权利要求1所述的PFC整流器，其特征在于，所述PFC整流电路为单相PFC整流电路或多相PFC整流电路。5.一种功率因数校正PFC...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘中伟，沈宝山，刘顺超，卢军，
申请(专利权)人：力博特公司，
类型：发明
国别省市：美国;US