PFC电路制造技术

本发明专利技术公开了一种PFC电路，包括电性连接的两个转换支路，每一转换支路包括：输入电感、n个开关单元及n‑1个耦合电感，输入电感的一端与输入电源相连；n个开关单元并联连接，n为大于等于2的正整数；每一耦合电感包括两个绕组，且两个绕组形成反向耦合；其中，每一开关单元与输入电感的另一端之间串联有至少一绕组，当n个开关单元导通时，通过n‑1个耦合电感对流过n个开关单元的电流进行均流。

PFC Circuit

【技术实现步骤摘要】
PFC电路
本专利技术涉及一种PFC电路，具体地说，尤其涉及一种基于耦合电感的PFC电路。
技术介绍
随着电力电子设备功率等级的不断提高，单个开关管或开关模块难以满足功率要求，所以在实际应用中常需要将多个开关管并联使用，但同时带来了新的问题，即在实际应用中由于开关管及回路差异导致开关管之间出现不均流现象，进而降低电力电子设备的可靠性、安全性等性能。现在常用的解决并联开关管之间不均流的做法主要是通过设计对称的驱动及主回路，来使开关管之间达到较好的均流。但是由于开关速度很快及回路参数难以把控，由此大大增加了设计难度，而且随着开关器件的速度日益提高，这种方法的可行性越来越低。请参照图1，图1为现有PFC电路的结构示意图，其主要用于将交流电能转换为直流电能。如图1所示，PFC电路包含两个转换支路Z1，每一转换支路Z1包含一个开关单元A1，但在实际使用中由于受开关单元功率的限制单个开关单元难以满足大功率的要求。
技术实现思路
为了克服上述现有技术存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种PFC电路，其中，包括电性连接的两个转换支路，每一所述转换支路包括：输入电感，其一端与输入电源相连；n个开关单元，所述n个开关单元并联连接，n为大于等于2的正整数；n-1个耦合电感，每一所述耦合电感包括两个绕组，且两个所述绕组形成反向耦合；其中，每一所述开关单元与所述输入电感的另一端之间串联有至少一所述绕组，当所述n个开关单元导通时，通过所述n-1个耦合电感对流过所述n个开关单元的电流进行均流。上述的PFC电路，其中，每一所述转换支路还包括：n个二极管，每一所述二极管的一端一一对应地电性连接于每一所述开关单元，每一所述二极管的另一端电性连接于所述PFC电路的输出端。上述的PFC电路，其中，每一所述转换支路进一步包括：第一耦合电感，其包括第一绕组及第二绕组，所述第一绕组具有第一端及第二端，所述第二绕组具有第三端及第四端，所述第一端及所述第三端电性连接于所述输入电感的另一端；第一开关单元，其一端电性连接于所述第二端；第二开关单元，与所述第一开关单元并联连接，所述第二开关单元的一端电性连接于所述第四端，所述第一开关单元的另一端与所述第二开关单元的另一端电性连接；第一二极管，其一端电性连接于所述第二端及所述第一开关单元的一端；第二二极管，其一端电性连接于所述第四端及所述第二开关单元的一端；第一输出电容，其一端电性连接于所述第一二极管及所述第二二极管的另一端，所述第一输出电容的另一端还电性连接于所述第一开关单元及所述第二开关单元的另一端。上述的PFC电路，其中，每一所述转换支路进一步包括：第一耦合电感，其包括第一绕组及第二绕组，所述第一绕组具有第一端及第二端，所述第二绕组具有第三端及第四端，所述第一端及所述第三端电性连接于所述输入电感的另一端；第二耦合电感，其包括第三绕组及第四绕组，所述第三绕组具有第五端及第六端，所述第四绕组具有第七端及第八端，所述第五端电性连接于所述第一端、所述第三端及所述输入电感的另一端，所述第七端电性连接于所述第二端；第一开关单元，其一端电性连接于所述第四端；第二开关单元，其一端电性连接于所述第八端；第三开关单元，其一端电性连接于所述第六端，所述第一开关单元的另一端、所述第二开关单元的另一端与所述第三开关单元的另一端电性连接；第一二极管，其一端电性连接于所述第四端及所述第一开关单元的一端；第二二极管，其一端电性连接于所述第八端及所述第二开关单元的一端；第三二极管，其一端电性连接于所述第六端及所述第三开关单元的一端；第一输出电容，其一端电性连接于所述第一二极管的另一端、所述第二二极管的另一端及所述第三二极管的另一端，所述第一输出电容的另一端电性连接于所述第一开关单元的另一端、所述第二开关单元的另一端及第三开关单元的另一端。上述的PFC电路，其中，所述第一绕组及所述第二绕组的线圈匝数相同。上述的PFC电路，其中，所述第一端与所述第三端为异名端。上述的PFC电路，其中，所述第一绕组及所述第二绕组的线圈匝数相同，所述第三绕组及所述第四绕组的线圈匝数相同。上述的PFC电路，其中，所述第一端与所述第三端为异名端，所述第五端与所述第七端为异名端。上述的PFC电路，其中，当每一所述转换支路的所述n个开关单元接收驱动信号导通时，与在后导通的开关单元电性连接的所述二极管产生的反向恢复电流经由至少两个串联的所述绕组后输出至在先导通的开关单元，以均衡各开关单元的瞬态导通电流。针对于现有技术本专利技术的功效在于，通过在转换支路中设置耦合电感，使得具有此结构的PFC电路在瞬态与稳态下均达到良好的均流效果，进而使得系统的功率密度增加，安全性可靠性更好；同时由于耦合电感可以设计的非常小，不会增加系统成本。附图说明图1为现有PFC电路的结构示意图；图2示出PFC电路中第一开关单元A1先导通时的电流回路示意图；图3示出图2中两个并联开关单元的电流的曲线图；图4为本专利技术PFC电路第一实施例的结构示意图；图5为图4中第一开关单元A1先导通时的电流回路示意图；图6为流过图4中两个并联开关单元的电流的曲线图；图7为本专利技术PFC电路第二实施例的结构示意图；图8为耦合电感的绕组匝数为1圈的示意图。其中，附图标记为：Z1：转换支路L：输入电感R1：第一绕组R2：第二绕组R3：第三绕组R4：第四绕组A1：第一开关单元A2：第二开关单元A3：第三开关单元D1：第一二极管D2：第二二极管D3：第三二极管C1：第一输出电容C：电容S：输入电源SCR：可控硅具体实施方式下面结合附图与具体实施例对本专利技术作进一步详细描述：本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了实施方式和操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。需要说明的是，以下所描述的开关单元及耦合电感的数量仅为本专利技术的一实施方式，本领域的技术人员完全能够在本专利技术的构思下根据使用需求对开关单元及耦合电感的数量进行调整，因此本专利技术并不限制开关单元及耦合电感的数量。为了适用于大功率的应用场合，PFC电路中的每一转换支路包含并联连接的两个或多个开关单元，为降低系统成本，这些并联的开关单元共用一个输入电感。但是在实际使用中由于开关单元的差异、驱动电路不一致、主回路寄生电感及电阻的不同，会使这些并联的开关单元之间出现不均流。请参照图2-3，图2示出PFC电路中第一开关单元A1先导通时的电流回路示意图，图3示出了图2中两个并联开关单元的电流的曲线图。当第一开关单元A1先于第二开关单元A2导通，两个二极管D1、D2上的反相恢复电流会同时流入第一开关单元A1中，这就导致第一开关单元A1的瞬间导通电流会升高，增加了开关的电流应力。当开关单元稳定导通时，由于开关单元主回路的寄生参数都非常小，如果两条主回路设计存在较小的差异就会造成两个开关单元上的电流存在较大的不同。结果会使并联开关单元的损耗不同，散热变得困难，而且电流较大的开关单元的关断应力明显升高，进而使系统的可靠性安全性降低。图3示出图2中两个并联开关单元的电流的曲线图；其中，横轴为时间T，纵轴为电流I，曲线S1、S2分别为第一开关单元A1、第二开关单元A2在双脉冲条件下测试的电流曲线，E为瞬态电流差异。T1时刻第一开关单元A1和第二开关单元A2开通，因开通的时间差异较小，图中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种PFC电路，其特征在于，包括电性连接的两个转换支路，每一所述转换支路包括：输入电感，其一端与输入电源相连；n个开关单元，所述n个开关单元并联连接，n为大于等于2的正整数；n‑1个耦合电感，每一所述耦合电感包括两个绕组，且两个所述绕组形成反向耦合；其中，每一所述开关单元与所述输入电感的另一端之间串联有至少一所述绕组，当所述n个开关单元导通时，通过所述n‑1个耦合电感对流过所述n个开关单元的电流进行均流。

【技术特征摘要】
1.一种PFC电路，其特征在于，包括电性连接的两个转换支路，每一所述转换支路包括：输入电感，其一端与输入电源相连；n个开关单元，所述n个开关单元并联连接，n为大于等于2的正整数；n-1个耦合电感，每一所述耦合电感包括两个绕组，且两个所述绕组形成反向耦合；其中，每一所述开关单元与所述输入电感的另一端之间串联有至少一所述绕组，当所述n个开关单元导通时，通过所述n-1个耦合电感对流过所述n个开关单元的电流进行均流。2.如权利要求1所述的PFC电路，其特征在于，每一所述转换支路还包括：n个二极管，每一所述二极管的一端一一对应地电性连接于每一所述开关单元，每一所述二极管的另一端电性连接于所述PFC电路的输出端。3.如权利要求2所述的PFC电路，其特征在于，每一所述转换支路进一步包括：第一耦合电感，其包括第一绕组及第二绕组，所述第一绕组具有第一端及第二端，所述第二绕组具有第三端及第四端，所述第一端及所述第三端电性连接于所述输入电感的另一端；第一开关单元，其一端电性连接于所述第二端；第二开关单元，与所述第一开关单元并联连接，所述第二开关单元的一端电性连接于所述第四端，所述第一开关单元的另一端与所述第二开关单元的另一端电性连接；第一二极管，其一端电性连接于所述第二端及所述第一开关单元的一端；第二二极管，其一端电性连接于所述第四端及所述第二开关单元的一端；第一输出电容，其一端电性连接于所述第一二极管及所述第二二极管的另一端，所述第一输出电容的另一端还电性连接于所述第一开关单元及所述第二开关单元的另一端。4.如权利要求2所述的PFC电路，其特征在于，每一所述转换支路进一步包括：第一耦合电感，其包括第一绕组及第二绕组，所述第一绕组具有第一端及第二端，所述第二绕组具有第三端及第四端，所述第一端及所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：田龙祥，周志健，廖仁诠，
申请(专利权)人：台达电子企业管理上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31