一种带无源功率因数校正电路的半桥软开关电源制造技术

本实用新型专利技术涉及一种带无源功率因数校正电路的半桥软开关电源，包括电源输入滤波电路、市电输入整流器、无源功率因数校正电路、ＤＣ／ＤＣ开关变换级。其中，无源功率因数校正电路包括储能电容Ｃ１、充电支路和放电支路，充电支路和放电支路分别为储能电容Ｃ１提供充电和放电回路。当市电输入整流器输出的单向正弦波电压Ｖ［ｔ］低于给定值Ｖ时，放电支路开启，充电支路关闭，储能电容Ｃ１开始对ＤＣ／ＤＣ变换级放电，当Ｖ［ｔ］高于给定值Ｖ时，充电支路开启，放电支路关闭，储能电容Ｃ１结束放电，等待充电。控制给定值Ｖ，便可控制市电输入整流器的导通时间，从而控制输入功率因数值。本实用新型专利技术可以同时满足多种国际规范要求，并且电路简单、效率高、可靠性强、成本低。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电源
，具体地说是一种带无源功率因数校正电路的半桥 软开关电源。
技术介绍
目前，在电源
中，相关的国际规范对于电源能效要求越来越高，例如， EPA(Environmental Protection Agency，美国环保署)制定的并于2008年11月1日开始 生效的EPA2. 0版规范，将大于49瓦的外部电源的效率从EPA1. 0版的0. 84提高到0. 87 ； 已于2009年7月1日开始生效的EPA5. 0版规范，要求内部电源在50%负载下的效率要大 于 85%。按国际规范EN61000-3-2对电源输入谐波失真要求，大于100瓦的电源输入功 率因数不得低于0.9。为满足此项要求，现在的开关电源都单独增加一级功率因数校正电 路，其特点是有单独的控制芯片IC，及其相应的有源开关器件和升压电感，此方法被称作 APFC(Active Power Factor Correction，有源功率因数校正)，可以将输入功率因数提高 到0. 99甚至更高。其缺点除了成本偏高外，还由于其开关频率通常在IOOKHz左右，使得过 高的开关损耗降低了整机效率。显然，若要同时满足上述两项国际规范要求是很难的。假定APFC级和其后的DC/ DC变换级效率均高达92%，则整机效率也才只有0. 846，所以到目前为止，还没有真正可以 同时满足上述两项国际规范要求的带有PPFC(Passive power factor correction，无源功 率因数校正)的开关电源。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种带有PPFC电路的半桥软开关电源， 在满足功率因数必须大于0.9的相应国际规范要求的条件下，适当降低对功率因数校正 电路的要求，来满足开关电源整体效率能满足相应的国际规范要求，达到简化电路、降低成 本、降低开关损耗、提高可靠性的目的。本技术解决上述技术问题的技术方案如下一种带无源功率因数校正电路的 半桥软开关电源，包括电源输入滤波电路，市电输入整流器，无源功率因数校正电路，DC/DC 开关变换级；所述电源输入滤波电路的输出端与市电输入整流器的输入端电连接，市电输 入整流器的输出端与DC/DC开关变换级的输入端电连接；所述无源功率因数校正电路包括 储能电容Cl、充电支路和放电支路；所述储能电容Cl的正极与市电输入整流器的正极输出 端和DC/DC开关变换级的正极输入端电连接；所述充电支路与放电支路并联，所述储能电 容Cl的负极与充电支路和放电支路的一个结点电连接，充电支路和放电支路的另一个结 点与市电输入整流器(2)的负极输出端和DC/DC开关变换级(4)的负极输入端的结点电连 接。本技术的有益效果是在满足功率因数必须大于0. 9的相应国际规范要求的4条件下，适当地降低对功率因数校正电路的要求，从而满足开关电源整体效率能满足相应 的国际规范要求，使电路简化、成本降低，并且降低了开关损耗、提高了开关电源的可靠性。所述充电支路可以采用如下结构其包括二极管D2、可控开关器件Sch ；二极管D2 的正极与储能电容Cl的负极电连接；二极管D2的负极与可控开关器件Sch除控制极gl外 的一个极电连接；可控开关器件Sch除控制极gl外的另一个极与市电输入整流器的负极输 出端和DC/DC开关变换级的负极输入端电连接。可控开关器件Sch可以选用 N-MOSFET (N-type Metal OxideSemiconductor Field Effect Transistor，N型半导体场效应晶体管)，N-MOSFET的漏极与二极管D2的负极电连 接，N-MOSFET的源极与市电输入整流器的负极输出端和DC/DC开关变换级的负极输入端电 连接，N-MOSFET的栅极为控制极gl。所述放电支路可以采用如下结构其包括二极管D1、绕组Na、可控开关器件Sdi ； 二极管Dl的负极与储能电容Cl的负极电连接，二极管Dl的正极与绕组Na的一端电连接； 绕组Na的另一端与可控开关器件Sdi的除控制极g2外一个极电连接；可控开关器件Sdi 除控制极g2外的另一个极与市电输入整流器的负极输出端和DC/DC开关变换级的负极输 入端电连接。可选择DC/DC开关变换级中主变压器的辅助绕组作为绕组Na。可控开关器件sdi 可以选用 P-MOSFET (P-type Metal OxideSemiconductor Field Effect Transistor，P型半导体场效应晶体管)，P-MOSFET的漏极与绕组Na电连接， P-MOSFET的源极与市电输入整流器的负极输出端和DC/DC开关变换级的负极输入端电连 接，P-MOSFET的栅极为控制极g2。在选用N-MOSFET和P-MOSFET分别作为可控开关器件Sch和可控开关器件sdi时， 还包括COM (comparator，比较器)，控制极gl所对应的N-MOSFET的栅极和控制极g2所对 应的P-MOSFET的栅极均与COM的输出端电连接。附图说明图1为本技术开关电源框图；图2为本技术开关电源实施例一框图。附图中，各标号所代表的部件列表如下1、电源输入滤波电路，2、市电输入整流器，3、无源功率因数校正电路，4、DC/DC开 关变换级具体实施方式以下结合附图对本技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用 新型，并非用于限定本技术的范围。如图1所示，本技术带无源功率因数校正电路的半桥软开关电源，包括电源 输入滤波电路1，市电输入整流器2，无源功率因数校正电路3，DC/DC开关变换级4 ；其中， 电源输入滤波电路1的输出端与市电输入整流器2的输入端电连接，市电输入整流器2的 输出端与DC/DC开关变换级4的输入端电连接；无源功率因数校正电路3包括储能电容Cl、 充电支路和放电支路；其中，储能电容Cl的正极与市电输入整流器2的正极输出端和DC/DC开关变换级4的正极输入端电连接；充电支路与放电支路并联，并且该两条支路的一个 结点均与储能电容Cl的负极电连接，该两条支路的另一个结点均与市电输入整流器2的负 极输出端和DC/DC开关变换级4的负极输入端电连接。充电支路由二极管D2、可控开关器 件Sch串联而成；二极管D2的正极与储能电容Cl的负极电连接；二极管D2的负极与可控 开关器件Sch除控制极gl外的一个极电连接；可控开关器件Sch除控制极gl外的另一个 极与市电输入整流器2的负极输出端和DC/DC开关变换级4的负极输入端电连接。放电支 路由二极管D1、绕组Na、可控开关器件Sdi依次串联而成，其中，绕组Na为DC/DC开关变换 级4中主变压器的辅助绕组；二极管Dl的负极与储能电容Cl的负极电连接，二极管Dl的 正极与绕组Na的一端电连接；绕组Na的另一端与可控开关器件Sdi的除控制极g2外一个 极电连接；可控开关器件Sdi除控制极g2外的另一个极与市电输入整流器2的负极输出端 和DC/DC开关变换级4的负极输入端电连接。 本技术带无源功率因数校正电路的半桥软开关电源工作原理如下 当可控开关器件Sdi开启时，可控开关器件Sch关闭；当可控开关器件Sdi的关闭 时，可控开关器件Sch开启。当市电输入整流器输出的单向正弦波本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带无源功率因数校正电路的半桥软开关电源，其特征在于：包括电源输入滤波电路（１），市电输入整流器（２），无源功率因数校正电路（３），ＤＣ／ＤＣ开关变换级（４）；所述电源输入滤波电路（１）的输出端与市电输入整流器（２）的输入端电连接，市电输入整流器（２）的输出端与ＤＣ／ＤＣ开关变换级（４）的输入端电连接；所述无源功率因数校正电路（３）包括储能电容Ｃ１、充电支路和放电支路；所述储能电容Ｃ１的正极与市电输入整流器（２）的正极输出端和ＤＣ／ＤＣ开关变换级（４）的正极输入端电连接；所述充电支路与放电支路并联，所述储能电容Ｃ１的负极与充电支路和放电支路的一个结点电连接，充电支路和放电支路的另一个结点与市电输入整流器（２）的负极输出端和ＤＣ／ＤＣ开关变换级（４）的负极输入端的结点电连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：董振隆，
申请(专利权)人：北京加维通讯电子技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]