基于PFC、全桥和半桥的智能型正弦波电压转换电路制造技术

本发明专利技术公开了一种基于PFC、全桥和半桥的智能型正弦波电压转换电路，其包括有：输入单元；PFC升压单元；全桥隔离变换单元，包括有第一开关管、第二开关管、第六开关管、第七开关管、变压器、第一二极管、第二二极管和第一滤波电感，第六开关管的源极连接于变压器初级绕组的第一端，第二开关管的漏极连接于变压器初级绕组的第二端，第一开关管的源极连接于变压器初级绕组的第二端，第七开关管的漏极连接于变压器初级绕组的第一端，变压器次级绕组的中间抽头连接于后端地，第一滤波电感的后端和第二二极管的阳极作为全桥隔离变换单元的输出端；逆变倒相单元，其输出端设有第二滤波电感。本发明专利技术可提高PF值和输出电压质量。

【技术实现步骤摘要】
基于PFC、全桥和半桥的智能型正弦波电压转换电路
本专利技术涉及电压转换电路，尤其涉及一种基于PFC、全桥和半桥的智能型正弦波电压转换电路。
技术介绍
现有技术中，由AC转AC的智能升降压转换装置又被称为旅行插排，该装置中，电压转换电路是其关键电路，是一种能实现AC-AC变换的电路，可以在AC-AC变换中实现升降压并稳定电压与频率的功能。然而目前的AC-AC便隽式设备市场大多数为非隔离型的拓扑电路，且PF值低、输出电压质量低、安全可靠性差。实际应用中，由于电压转换过程中存在开关管的高速切换，使得电路的输出侧会存在一定的高频脉冲信号，进而影响输出电压的质量，因而难以满足转换要求。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足，提供一种可提高电压转换装置的PF值、可提高输出电压质量，并且能够滤除输出侧的高频脉冲，进而为负载提供优质工频正弦交流电的智能型正弦波电压转换电路。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案。一种基于PFC、全桥和半桥的智能型正弦波电压转换电路，其包括有用于提供直流电压的输入单元、用于对输入单元的输出电压进行升压转换的PFC升压单元，以及：一全桥隔离变换单元，包括有第一开关管、第二开关管、第六开关管、第七开关管、变压器、第一二极管、第二二极管和第一滤波电感，所述第六开关管的漏极连接于PFC升压单元的输出端，所述第六开关管的源极连接于变压器初级绕组的第一端，所述第二开关管的漏极连接于变压器初级绕组的第二端，所述第二开关管的源极连接于前端地，所述第一开关管的漏极连接于PFC升压单元的输出端，所述第一开关管的源极连接于变压器初级绕组的第二端，所述第七开关管的漏极连接于变压器初级绕组的第一端，所述第七开关管的源极连接于前端地，所述第一开关管的栅极、第二开关管的栅极、第六开关管的栅极和第七开关管的栅极分别用于接入PWM脉冲信号，所述变压器次级绕组的中间抽头连接于后端地，所述变压器次级绕组的第一端连接于第一二极管的阳极，所述第一二极管的阴极通过第一电容连接于后端地，且该第一二极管的阴极连接于第一滤波电感的前端，所述变压器次级绕组的第二端连接于第二二极管的阴极，所述第二二极管的阳极通过第二电容连接于后端地，所述第一滤波电感的后端和第二二极管的阳极作为全桥隔离变换单元的输出端；一逆变倒相单元，包括有第四开关管、第五开关管、第三电解电容、第四电解电容和第二滤波电感，所述第四开关管的漏极连接于全桥隔离变换单元的输出端正极，所述第四开关管的源极连接于第五开关管的漏极，所述第五开关管的源极连接于全桥隔离变换单元的输出端负极，所述第四开关管的栅极和第五开关管的栅极分别用于接入两路相位相反的PWM脉冲信号，所述第三电解电容的正极连接于第四开关管的漏极，所述第三电解电容的负极连接后端地，所述第三电解电容的负极还连接于第四电解电容的正极，所述第四电解电容的负极连接于第五开关管的源极，所述第四开关管的源极连接于第二滤波电感的前端，所述第二滤波电感的后端和第三电解电容的负极作为逆变倒相单元的输出端。优选地，所述第四开关管的栅极和源极之间连接有第一电阻，所述第五开关管的栅极和源极之间连接有第二电阻。优选地，所述输入单元包括有插座、保险、防雷电阻、共模抑制电感、安规电容和整流桥，所述保险串接于插座的零线或火线上，所述共模抑制电感的前端并联于插座，所述防雷电阻并联于共模抑制电感的前端，所述安规电容和整流桥的输入端均并联于共模抑制电感的后端，所述整流桥的输出端并联有滤波电容。优选地，所述PFC升压单元包括有升压电感、第三开关管、第一整流二极管和第二电解电容，所述升压电感的前端连接于输入单元的输出端，所述升压电感的后端连接于第三开关管的漏极，所述第三开关管的源极接前端地，所述第三开关管的栅极用于接入一路PWM控制信号，所述第三开关管的漏极连接第一整流二极管的阳极，所述第一整流二极管的阴极作为PFC升压单元的输出端，且该第一整流二极管的阴极连接第二电解电容的正极，第二电解电容的负极接前端地。优选地，还包括有一MCU控制单元，所述第一开关管的栅极、第二开关管的栅极、第三开关管的栅极、第六开关管的栅极和第七开关管的栅极分别连接于MCU控制单元，所述MCU控制单元用于分别输出PWM信号至第一开关管、第二开关管、第三开关管、第六开关管和第七开关管，以控制第一开关管、第二开关管、第三开关管、第六开关管和第七开关管的通断状态。优选地，还包括有一交流采样单元，所述交流采样单元连接于输入单元的输入端与MCU控制单元之间，所述交流采样单元用于采集输入单元交流侧的电压并反馈至MCU控制单元。优选地，所述交流采样单元包括有运放，所述运放的两个输入端分别通过限流电阻而连接于输入整流滤波单元的输入端，所述运放的输出端连接于MCU控制单元。优选地，所述第三开关管的源极与前端地之间连接有第一采样电阻，所述第三开关管的源极连接于MCU控制单元，藉由所述第一采样电阻而令MCU控制单元采集第三开关管源极的电信号。优选地，还包括有依次串联的第二采样电阻和第三采样电阻，所述第二采样电阻的前端连接于所述全桥隔离变换单元的输出端，所述第三采样电阻的后端连接于MCU控制单元，藉由所述第二采样电阻和第三采样电阻而令MCU控制单元采集所述全桥隔离变换单元输出的电信号。优选地，所述MCU控制单元包括有单片机及其外围电路。本专利技术公开的基于PFC、全桥和半桥的智能型正弦波电压转换电路中，利用PFC升压单元对输入单元输出的直流电压进行升压处理，之后输出至全桥隔离变换单元，在全桥隔离变换单元中，当第一开关管和第七开关管导通时，电流由第一开关管、变压器初级线圈、第七开关管到前端地形成回路，变压器初级绕组的电压为下正上负，然后通过变压器磁芯藕合至变压器次级，第二二极管通过反向电压传送给第二电容滤波，在第二电容上形成上正下负的直流电压；当第二开关管和第六开关管导通时，电流由第二开关管、变压器初级线圈、第六开关管到前端地形成回路，变压器初级绕组电压为上正下负，然后通过变压器磁芯藕合至变压器次级，这时通过第一二极管的电压为正向电压，且传送至第一电容，在第一电容上形成上正下负的直流电压，这样在直流母线上就形成了正负电压。其中，第一电容、第二电容和第一滤波电感组成滤波电路。并通过改变变压器初次级的匝数比，可以调整输出电压的高低，进而实现升压或者降压转换。基于上述结构，本专利技术不仅实现了电压的隔离传输，进而提高升压/降压转换装置的PF值，还提高了输出电压质量，使得电压转换过程更加安全可靠。在此基础上，本专利技术在逆变倒相单元的输出端设置了第二滤波电感，利用第二滤波电感可滤除逆变倒相单元输出信号中的高频脉冲，使得负载能够获得优质的工频正弦交流电，进而提高输出电压质量，以满足供电需求。附图说明图1为本专利技术正弦波电压转换电路的原理图。图2为本专利技术优选实施例中交流采样单元的电路原理图。图3为本专利技术优选实施例中MCU控制单元的电路原理图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作更加详细的描述。本专利技术公开了一种基于PFC、全桥和半桥的智能型正弦波电压转换电路，结合图1至图3所示，其包括有用于提供直流电压的输入单元10、用于对输入单元10的输出电压进行升压转换的PFC升压单元20，以及：一全桥隔离变换本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于PFC、全桥和半桥的智能型正弦波电压转换电路，其特征在于，包括有用于提供直流电压的输入单元(10)、用于对输入单元(10)的输出电压进行升压转换的PFC升压单元(20)，以及：一全桥隔离变换单元(30)，包括有第一开关管(Q6)、第二开关管(Q7)、第六开关管(Q8)、第七开关管(Q9)、变压器(T1)、第一二极管(D5)、第二二极管(D6)和第一滤波电感(L3)，所述第六开关管(Q8)的漏极连接于PFC升压单元(20)的输出端，所述第六开关管(Q8)的源极连接于变压器(T1)初级绕组的第一端，所述第二开关管(Q7)的漏极连接于变压器(T1)初级绕组的第二端，所述第二开关管(Q7)的源极连接于前端地，所述第一开关管(Q6)的漏极连接于PFC升压单元(20)的输出端，所述第一开关管(Q6)的源极连接于变压器(T1)初级绕组的第二端，所述第七开关管(Q9)的漏极连接于变压器(T1)初级绕组的第一端，所述第七开关管(Q9)的源极连接于前端地，所述第一开关管(Q6)的栅极、第二开关管(Q7)的栅极、第六开关管(Q8)的栅极和第七开关管(Q9)的栅极分别用于接入PWM脉冲信号，所述变压器(T1)次级绕组的中间抽头连接于后端地，所述变压器(T1)次级绕组的第一端连接于第一二极管(D5)的阳极，所述第一二极管(D5)的阴极通过第一电容(C7)连接于后端地，且该第一二极管(D5)的阴极连接于第一滤波电感(L3)的前端，所述变压器(T1)次级绕组的第二端连接于第二二极管(D6)的阴极，所述第二二极管(D6)的阳极通过第二电容(C8)连接于后端地，所述第一滤波电感(L3)的后端和第二二极管(D6)的阳极作为全桥隔离变换单元(30)的输出端；一逆变倒相单元(40)，包括有第四开关管(Q2)、第五开关管(Q4)、第三电解电容(C3)、第四电解电容(C5)和第二滤波电感(L4)，所述第四开关管(Q2)的漏极连接于全桥隔离变换单元(30)的输出端正极，所述第四开关管(Q2)的源极连接于第五开关管(Q4)的漏极，所述第五开关管(Q4)的源极连接于全桥隔离变换单元(30)的输出端负极，所述第四开关管(Q2)的栅极和第五开关管(Q4)的栅极分别用于接入两路相位相反的PWM脉冲信号，所述第三电解电容(C3)的正极连接于第四开关管(Q2)的漏极，所述第三电解电容(C3)的负极连接后端地，所述第三电解电容(C3)的负极还连接于第四电解电容(C5)的正极，所述第四电解电容(C5)的负极连接于第五开关管(Q4)的源极，所述第四开关管(Q2)的源极连接于第二滤波电感(L4)的前端，所述第二滤波电感(L4)的后端和第三电解电容(C3)的负极作为逆变倒相单元(40)的输出端。...

【技术特征摘要】
1.一种基于PFC、全桥和半桥的智能型正弦波电压转换电路，其特征在于，包括有用于提供直流电压的输入单元(10)、用于对输入单元(10)的输出电压进行升压转换的PFC升压单元(20)，以及：一全桥隔离变换单元(30)，包括有第一开关管(Q6)、第二开关管(Q7)、第六开关管(Q8)、第七开关管(Q9)、变压器(T1)、第一二极管(D5)、第二二极管(D6)和第一滤波电感(L3)，所述第六开关管(Q8)的漏极连接于PFC升压单元(20)的输出端，所述第六开关管(Q8)的源极连接于变压器(T1)初级绕组的第一端，所述第二开关管(Q7)的漏极连接于变压器(T1)初级绕组的第二端，所述第二开关管(Q7)的源极连接于前端地，所述第一开关管(Q6)的漏极连接于PFC升压单元(20)的输出端，所述第一开关管(Q6)的源极连接于变压器(T1)初级绕组的第二端，所述第七开关管(Q9)的漏极连接于变压器(T1)初级绕组的第一端，所述第七开关管(Q9)的源极连接于前端地，所述第一开关管(Q6)的栅极、第二开关管(Q7)的栅极、第六开关管(Q8)的栅极和第七开关管(Q9)的栅极分别用于接入PWM脉冲信号，所述变压器(T1)次级绕组的中间抽头连接于后端地，所述变压器(T1)次级绕组的第一端连接于第一二极管(D5)的阳极，所述第一二极管(D5)的阴极通过第一电容(C7)连接于后端地，且该第一二极管(D5)的阴极连接于第一滤波电感(L3)的前端，所述变压器(T1)次级绕组的第二端连接于第二二极管(D6)的阴极，所述第二二极管(D6)的阳极通过第二电容(C8)连接于后端地，所述第一滤波电感(L3)的后端和第二二极管(D6)的阳极作为全桥隔离变换单元(30)的输出端；一逆变倒相单元(40)，包括有第四开关管(Q2)、第五开关管(Q4)、第三电解电容(C3)、第四电解电容(C5)和第二滤波电感(L4)，所述第四开关管(Q2)的漏极连接于全桥隔离变换单元(30)的输出端正极，所述第四开关管(Q2)的源极连接于第五开关管(Q4)的漏极，所述第五开关管(Q4)的源极连接于全桥隔离变换单元(30)的输出端负极，所述第四开关管(Q2)的栅极和第五开关管(Q4)的栅极分别用于接入两路相位相反的PWM脉冲信号，所述第三电解电容(C3)的正极连接于第四开关管(Q2)的漏极，所述第三电解电容(C3)的负极连接后端地，所述第三电解电容(C3)的负极还连接于第四电解电容(C5)的正极，所述第四电解电容(C5)的负极连接于第五开关管(Q4)的源极，所述第四开关管(Q2)的源极连接于第二滤波电感(L4)的前端，所述第二滤波电感(L4)的后端和第三电解电容(C3)的负极作为逆变倒相单元(40)的输出端。2.如权利要求1所述的基于PFC、全桥和半桥的智能型正弦波电压转换电路，其特征在于，所述第四开关管(Q2)的栅极和源极之间连接有第一电阻(R17)，所述第五开关管(Q4)的栅极和源极之间连接有第二电阻(R23)。3.如权利要求1所述的基于PFC、全桥和半桥的智能型正弦波电压转换电路，其特征在于，所述输入单元(10)包括有插座、保险(F2)、防雷电阻(RV1)、共模抑制电感(L1)、安规电容(CX1)和整流桥(DB1)，所述保险(F2)串接于插座的零线或火线上，所述共模抑制电感(L1)的前端并联于插座，所述防雷电阻(...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖志刚，侯涛，
申请(专利权)人：广东百事泰电子商务股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44