利用简便电路校正功率因数的方法及电路技术

技术编号:4211823 阅读:203 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一种简便型功率因数校正电路,包括分别连接变压器初、次级的全桥整流电路B↓[1]、开关管Q↓[1]、输入电容C↓[3]、储能电感L↓[2]、第一续流两极管D↓[2]和第二续流两极管D↓[5];本发明专利技术采用不连续电流模式,主要以整流桥、开关管、续流两极管、储能电感构成校正电路,利用开关管导通或截止状态时,电感电流的直线升降,使电感电流的绝对值在每一个周期内最高点追随输入电压的绝对值,实现功率因数校正。本发明专利技术采用上述的技术方案后,相比传统的校正电路,省去了PFC控制IC和专用的开关管及IC的外围电路,新电路具有电路简单,成本较低的特点,特别适合应用到要求低成本高品质因数的电能转换器上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及基本电路,特别涉及用于电能转换设备中提高功率因数的方法及实现电路。
技术介绍
目前的功率因数校正电路大致可以分为两大类 一类为无源功率因数校正电路,主要是通过电路设计来扩大输入电流的导通角,以达到输入电流追随输入电压的波形的目的实现提高品质因数,但品质因数提高有限且体积大笨重;另一类为有源功率因数校正电路,它是通过电网和电源装置间串联一个BOOST电路,以达到高的品质因数,因其具有效率高,电路简单等优点己被广泛应用。现有的有源功率因数校正电路基本采用BOOST电路,工作模式有连续和不连续两种。但控制方案有很多,主要集中于两类, 一类为PFC控制IC通过平均电流检测电路来控制开关的导通和截止,控制输入电流的波形去追随输入电压的波形,以达到功率因数改善获取较高的功率因数,另一类为PFC控制IC通过峰值电流检测电路来控制开关的导通和截止,控制输入电流的波形去追随输入电压的波形,以达到功率因数改善获取较高的功率因数。无源功率因数校正电路基本采用在整流后串联一个大电感来扩大输入电流的导通角,以达到输入电流追随输入电压的波形的目的实现提高品质因数。目前无论上面的那一种工作模式,都是需要利用PFC控制IC,电路比较复杂,而且还需要很复杂的ic外围电路,成本也比较高。
技术实现思路
本专利技术提供一种利用利用简便电路校正功率因数的方法及电路,在保留有源功率因数校正电路效率高、品质因数高等优点的基础上,其电路更简单,解决现有技术中电路复杂和成本高的技术问题。本专利技术解决上述问题的方法是采用不连续电流模式,主要以整流桥、开关管、续流两极管、储能电感构成校正电路,利用开关管导通或截止状态时,电感电流的直线升降,使电感电流的绝对值在每一个周期内最高点追随输入电压的绝对值,实现功率因数校正。在校正电路的输入和输出端用输入电容和输出电容滤波,所述在该校正电路中的续流两极管选择超快速恢复型二极管。为达到上述目的而设计的简便型功率因数校正电路包括分别连接变压器初、次级的全桥整流电路Bh开关管Qi、输入电容C3、储能电感U、第一续流两极管D2和第二续流两极管D5;所述输入电容C3并联在全桥整流电路B,的输出端,全桥整流电路B,的一端接地,另外一端连接储能电感U的一端,储能电感L2的另一端串联第二续流两极管D5后接开关管Qi的漏极,所述开关管Cd的栅极接调频电路,源极接地,变压器初级接开关管(^的漏极,所述第一续流两极管D2并联变压器次级,变压器次级的一端接地。所述校正电路包括输出电容d,所述输出电容d—端接地,另外5一端接变压器初级,所述校正电路包括电容C2,该电容G串联在第一续流两极管D2与地之间,所述开关管(^为场效应管,所述续流两极管为超快速恢复型二极管。本专利技术采用上述的技术方案后,相比传统的校正电路,省去了PFC控制IC和专用的开关管及IC的外围电路,新电路具有电路简单,成本较低的特点,特别适合应用到要求低成本高品质因数的电能转换器上。附图说明图l是本专利技术的电路原理图。具体实施例方式结合上述电路原理图说明本专利技术的具体实施方案。由图1中可知,这种简便型功率因数校正电路,该校正电路包括分别连接变压器L初、次级的全桥整流电路Bi、开关管Qb输入电容C3、储能电感U、第一续流两极管D2和第二续流两极管Ds;所述输入电容C3并联在全桥整流电路Bt的输出端,全桥整流电路Bi的一端接地,另外一端连接储能电感L2的一端,储能电感L2的另一端串联第二续流两极管D5后接开关管GK的漏极,所述开关管Qt的栅极接调频电路,源极接地,变压器初级接开关管CK的漏极,所述第一续流两极管D2并联变压器次级,变压器次级的一端接地,所述开关管Ch为场效应管,所述续流两极管为超快速恢复型二极管。该方法采用不连续电流模式,主要以整流桥、开关管、续流两极 管、储能电感构成校正电路,利用开关管导通或截止状态时,电感电 流的直线升降,使电感电流的绝对值在每一个周期内最高点追随输入 电压的绝对值,实现功率因数校正。由图1中可知,所述校正电路包括输出电容d,所述输出电容d一端接地,另外一端接变压器初级,所述校正电路包括电容C2,该电 容C2串联在第一续流两极管D2与地之间。在校正电路的输入和输出端 用输入电容和输出电容滤波。交流电整流后经过输入电容滤波,经电 感后再经续流二极管接(场效应管)开关管的漏极,经变压器初次绕 组加到输出电容的正极。上述校正电路是新型的不连续电流模式升压型功率因数校正龟路。工作原理和过程开关管开关的切换频率一般为几KHZ-几百KHZ 以上,远高于输入电源的频率47-63HZ,因而每一个切换周期内的输 入电压基本可视为定值。切换周期内电路可视为一种DC-DC电能转换 器。由于控制输入电流操作在不连续的工作模式下,整流后的电流经 C3输入电容滤波后,经储能电感L2后再经续流二极管D5 (由于工作在 不连续工作模式下,要用超快恢复二极管,这样可以减小由于二极管 恢复时间长而引起的开关损耗,大大提高了可靠性。由于恢复速度加 快可以更好地使输入电流追随输入电压的波形,也就是对应的提高了 品质因数)加到(场效应管)开关管的漏极,经变压器初次绕组加到 输出电容C1的正极滤波使输电压更平滑于净,提高整个电路的可靠 性。。当输入电源电压为正时,若开关管为导通状态时,则电感L2上的电压也为正值,电感L2电流由零直线上升;若开关管为截止状态时, 则电感L2上的的电压也为负值,电感电流也从最高直线降为零。当输 入电源电压为负值时,因前端的全桥整流器的整流作用,其操作相同 于正半周。如此使得电感电流的绝对值在每一个周期内最高点会追随 输入电压的绝对值的波形。换言之,输入电流的波形追随输入电压的 波形,从而实现了功率因数校正的目的。以上内容是结合具体的优选实施方式对本专利技术所作的进一步详 细说明,不能认定本专利技术的具体实施只局限于这些说明。对于本专利技术 所属
的普通技术人员来说,在不脱离本专利技术构思的前提下, 还可以做出若干简单推演或替换,都应当视为属于本专利技术的保护范 围。权利要求1.一种利用简便电路校正功率因数的方法,其特征在于该方法采用不连续电流模式,主要以整流桥、开关管、续流两极管、储能电感构成校正电路,利用开关管导通或截止状态时,电感电流的直线升降,使电感电流的绝对值在每一个周期内最高点追随输入电压的绝对值,实现功率因数校正。2. 根据权利要求1所述的方法,其特征在于在校正电路的输入和输出端用输入电容和输出电容滤波。3. 根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于所述在该校正电路中的续流两极管选择超快速恢复型二极管。4. 一种简便型功率因数校正电路,其特征在于该校正电路包括分别连接变压器初、次级的全桥整流电路B,、开关管Qh输入电容C3、储能电感U、第一续流两极管D2和第二续流两极管Ds;所述输入电容C3并联在全桥整流电路Bi的输出端,全桥整流电路Bi的一端接地,另外一端连接储能电感L2的一端,储能电感L2的另一端串联第二续流两极管Ds后接开关管Qi的漏极,所述开关管(^的栅极接调频电路,源极接地,变压器初级接开关管Ch的漏极,所述第一续流两极管D2并联变压器次级,变压器次级的一端接地。5. 根据权利要求4所述简便型功率因数校正电路,其特征在于所述校正电路包本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种利用简便电路校正功率因数的方法,其特征在于:该方法采用不连续电流模式,主要以整流桥、开关管、续流两极管、储能电感构成校正电路,利用开关管导通或截止状态时,电感电流的直线升降,使电感电流的绝对值在每一个周期内最高点追随输入电压的绝对值,实现功率因数校正。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:刘非
申请(专利权)人:深圳市正一电气有限公司
类型:发明
国别省市:94[]

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