有源功率因素校正电路及电源设备制造技术

本发明专利技术提供了一种有源功率因素校正电路及电源设备，包括第一交流电源模块、磁件模块以及第一开关模块。第一交流电源模块用于输出第一交流电源，磁件模块包括第一变压器以及第一电感线圈，第一开关模块包括第一开关支路以及第二开关支路，第二开关支路与第一开关支路并联，第二开关支路的驱动脉冲与第一开关支路的驱动脉冲在时序上不同。该功率因素校正电路中磁件模块基于电感与变压器搭配设计形成双层耦合功能，与传统的独立式电感设计相比，能够采用体积小的第一电感线圈以适用于高功率使用场景。从而本发明专利技术的功率因素校正电路能应用于体积小的电源设备上，并且基于磁性元器件的体积较小，能够降低成本以及电源的整机损耗。耗。耗。

【技术实现步骤摘要】
有源功率因素校正电路及电源设备


[0001]本专利技术涉及电力电子电源
，具体涉及一种有源功率因素校正电路及柔性键盘。

技术介绍

[0002]目前，功率因素校正(以下简称PFC)电路在大功率交流变直流电源中应用较为广泛。大功率的功率因素校正电路一般采用图1所示的电路。随着电源的应用和电力电子技术的进步，特别是在大功率交流变直流电源场合，多路交错并联的应用越来越多，比如大功率汽车充电电源、大功率通讯机房电源等等。当PFC电路的功率比较大的时候，比如超过10kW，该PFC电路基于采用独立的电感La作为磁性结构，因此电感La体积会比较大，而且损耗比较高，成本比较高。
[0003]因此，现有技术有待于改善。

技术实现思路

[0004]本专利技术的主要目的在于提出一种功率因素校正电路及电源设备，以至少解决
技术介绍
中所提及的在应用于高功率场景时存在损耗大的技术问题。
[0005]本专利技术的第一方面，提供了一种有源功率因素校正电路，所述有源功率因素校正电路包括单相有源功率因素校正电路，所述单相有源功率因素校正电路包括：
[0006]第一交流电源模块，所述第一交流电源模块用于输出第一交流电源；
[0007]磁件模块，所述磁件模块包括：
[0008]第一变压器，
[0009]第一电感线圈，所述第一电感线圈与所述第一变压器电连接；
[0010]第一开关模块，所述第一开关模块包括：
[0011]第一开关支路，
[0012]第二开关支路，所述第二开关支路与所述第一开关支路并联，所述第二开关支路的驱动脉冲与所述第一开关支路的驱动脉冲在时序上不同；
[0013]其中，所述第一交流电源经所述磁件模块传输至所述第一开关支路以及所述第二开关支路。
[0014]在第一方面的基础上，所述第一主开关器件和所述第二主开关器件均为双向可控的电力电子器件。
[0015]在第一方面的基础上，所述单相有源功率因素校正电路的数量为三个。
[0016]本专利技术的第二方面，提供了一种电源设备，包括如第一方面的有源功率因素校正电路。
[0017]本专利技术提供的功率因素校正电路以及电源设备，通过第一变压器电连接于第一电感线圈形成磁件模块，以及搭配上呈并联关系的第一开关支路和第二开关支路，同时第一开关支路的驱动脉冲与第二开关支路的驱动脉冲在时序上不同，使第一交流电源经磁件模
块后传输至第一开关支路和第二开关支路。该功率因素校正电路中磁件模块基于电感与变压器搭配设计形成双层耦合功能，与传统的独立式电感设计相比，能够采用体积小的第一电感线圈以适用于高功率使用场景。从而本专利技术的功率因素校正电路能应用于体积小的电源设备上，并且基于磁性元器件的体积较小，能够降低成本、降低EMI干扰、降低电源设备的整机损耗。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1为现有技术中功率因素校正电路的示意图；
[0020]图2为本专利技术功率因素校正电路的原理框图；
[0021]图3为本专利技术功率因素校正电路的电路连接示意图；
[0022]图4为本专利技术中第一主开关器件的一种电路结构示意图；
[0023]图5为本专利技术中第一主开关器件的一种电路结构示意图；
[0024]图6为本专利技术中第一主开关器件的驱动脉冲、第二主开关器件的驱动脉冲的时序图；
[0025]图7为本专利技术中第一节点的电压波形和第二节点的电压波形的示意图；
[0026]图8为本专利技术中第一变压器中第一变压器绕组电压波形的示意图；
[0027]图9为图8中A区所对应的波形图；
[0028]图10为图8中B区所对应的波形图；
[0029]图11为本专利技术中第一电感线圈La的第一电感绕组电压V_La(t)的波形图；
[0030]图12为本专利技术功率因素校正电路应用于三相交流场景的电路连接示意图。
[0031]本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0032]应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0033]需要注意的是，相关术语如“第一”、“第二”等可以用于描述各种组件，但是这些术语并不限制该组件。这些术语仅用于区分一个组件和另一组件。例如，不脱离本专利技术的范围，第一组件可以被称为第二组件，并且第二组件类似地也可以被称为第一组件。术语“和/或”是指相关项和描述项的任何一个或多个的组合。
[0034]请参见图2
‑
图3，本专利技术所提供的功率因素校正电路，该功率因素校正电路包括第一交流电源模块10、磁件模块20和第一开关模块。
[0035]该第一交流电源模块10具有第一输出端，该第一输出端用于输出第一交流电源。该第一交流电源模块10可以是第一交流电压装置Va，第一交流电源为该第一交流电压装置Va所输出的交流电压信号。
[0036]该磁件模块20包括第一变压器Ta和第一电感线圈La，第一电感线圈La与第一变压器Ta电连接。其中，第一变压器Ta为反向耦合的变压器，第一电感线圈La为正向耦合的电感
线圈。
[0037]该第一开关模块包括第一开关支路31和第二开关支路32，第二开关支路32与第一开关支路31并联。其中，第一开关支路31的驱动脉冲时序与第二开关支路的驱动脉冲时序不同，即第一开关支路31所输出的第一交流电压与第二开关支路32所输出的第二交流电压在幅值、频率上相同，但第一交流电压与第二交流电压在相位上不同。
[0038]对于第一交流电源模块10、磁件模块20和第一开关模块的连接关系。磁件模块20连接于第一交流电源模块10与第一开关模块之间。
[0039]其中，第一交流电源模块10所输出的第一交流电源经磁件模块20传输至第一开关支路31以及第二开关支路32。本实施例中功率因素校正电路中磁件模块20基于第一电感线圈La与第一变压器Ta搭配设计，能够提供双层耦合处理的作用，与传统的独立式电感设计相比，能够采用体积小的第一电感线圈La以适用于高功率使用场景。在高功率使用场景中，配合双开关支路的不同驱动脉冲的时序，能够使得双开关支路自然自然等分负载电流的效果。从而本专利技术的功率因素校正电路能应用于体积小的电源设备上，并且基于磁性元器件的体积较小，能够降低成本以及电源的整机损耗。
[0040]如图3所示，第一变压器Ta具有第一变压器绕组、第一磁芯和第二变压器绕组，第一变压器绕组的匝数N1等同于第二电感绕组的匝数N2，即N1：N2＝1。第一变压器绕组和第二变压器绕组在第一磁芯上的耦合方式为反向耦合。即以第一电流ia1和第二电流ia2为正方向本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种有源功率因素校正电路，其特征在于，所述有源功率因素校正电路包括单相有源功率因素校正电路，所述单相有源功率因素校正电路包括：第一交流电源模块，所述第一交流电源模块用于输出第一交流电源；磁件模块，所述磁件模块包括：第一变压器，第一电感线圈，所述第一电感线圈与所述第一变压器电连接；第一开关模块，所述第一开关模块包括：第一开关支路，第二开关支路，所述第二开关支路与所述第一开关支路并联，所述第二开关支路的驱动脉冲与所述第一开关支路的驱动脉冲在时序上不同；其中，所述第一交流电源经所述磁件模块传输至所述第一开关支路以及所述第二开关支路。2.如权利要求1所述有源功率因素校正电路，其特征在于，所述第一变压器具有第一变压器绕组、独立变压器磁芯和第二变压器绕组，其中，所述第一变压器绕组和所述第二变压器绕组在所述变压器磁芯上的耦合方式为反向耦合。3.如权利要求2所述有源功率因素校正电路，其特征在于，所述第一电感线圈具有第一电感绕组、独立电感磁芯和第二电感绕组；其中，所述第一电感绕组和所述第二电感绕组在所述电感磁芯上的耦合方式为正向耦合。4.如权利要求3所述有源功率因素校正电路，其特征在于，所述第一变压器绕组的异名端与所述第二压器绕组同名端以及所述第一交流模块相接，所述第一变压器绕组的同名端与所述第一电感绕组的异名端相接，所述第二变压器绕组的异名端与所述第二电感绕组的异名端相接；所述第一电感绕组的同名端与所述第一开关支路相接，所述第二电感绕组的同名端与所述第二开关支路相接。5.如权利要求4所述有源功率因素校正电路，其特征在于，所述第一开关支路包括第一二极管、...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵海舟，崔彬，余仕君，胡小明，肖旭潘，
申请(专利权)人：深圳英飞源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：