一种用于连接到交流(AC)电源的功率因数校正升压器电路，其包含被布置为在电源的第一AC半周期有效的第一电路部分，第一电路部分包含：与第一功率晶体管的源极节点连接的第一AC输入节点，与第一功率晶体管的漏极节点连接的电感性元件的第一节点，与第二功率晶体管的漏极节点连接的电感性元件的第二节点，与第二功率晶体管的源极节点连接的第二AC输入节点，与电感性元件的第二节点连接的第一半导体二极管元件的阳极，与第一输出电容器元件的第一节点连接的第一半导体二极管元件的阴极，与第二AC输入节点连接的第一输出电容器元件的第二节点，其中，第一与第二功率晶体管可控制，以便在正激模式和反激模式之间切换第一电路部分。使得在正激模式下，电感性元件存储来自AC电源的能量，在反激模式下，来自电感性元件的所存储的能量通过第一半导体二极管元件被传送到第一输出电容器。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及PFC (功率因数校正)升压器电路。特别地，本专利技术涉及这样的PFC升压器电路其包含可开关的功率晶体管，以便在反激(flyback)和正激(forward)状态之间切换电路。
技术介绍
多年来，在工业中已经想到了用于PFC (功率因数校正)升压器电路的多种不同的电路布置，以便试图使得电源效率最大化，同时，减少部件数量并使功率损耗最小化。传统的布置单相PFC升压器电路的方式依赖于桥式整流器装置，以便将AC干线电源(AC mains supply)整流为连续变化的DC电压源。例如，如Huber等人在论文“Performance Evaluation of bridgeless PFC Boost Rectifiers" (IEEE TRANSACTIONS ON POWER ELECTRONICS,2008, VOL 23 ；Issue 3，pp 1381-1390)中所讨论的，传统的PFC升压器电路包含由四个二极管元件构成的全波整流器。串联设置电感性元件，同时，在整流器输出的输出的两端之间并联设置电容性元件。可切换功率晶体管受到控制，以便在电感性元件中存储能量，并将所存储的能量传送到电容性元件。与这样的布置相关联的问题在于全波整流器二极管两端之间的典型地为大约IV 的正向电压降，其显著地减小了电路的效率。也就是说，在AC干线电源的一个半周期(half cycle)之内，在两个二极管上产生电压降，导致对于高线路干线电压运行的大约的能量损耗，以及对于低线路干线电压运行的2%的能量损耗。已经开发无桥(bridgeless)PFC升压器电路，以试图减小电路的整流器部分的二极管的损耗。然而，所开发的多种电路具有明显的限制，例如给予干线电源的大量开关噪音，或是需要包含两个分立的升压电感器。本专利技术的目的在于提供一种PFC升压器电路，其包含可开关功率晶体管，以便在反激和正激状态之间切换电路，从而在用于电容器元件蓄能的电感器元件中存储能量以及从之释放能量。本专利技术的另一目的在于提供一种PFC升压器电路，其被布置为使得系统部件上的电压降最小化，从而增大能量效率。本专利技术的另一目的在于提供一种具有单个电感性元件的PFC升压器电路。分立地阅读各个目的，目的在于至少向公众提供有用的选择。本专利技术的目标在于克服或是至少是减轻某些或全部上面提到的问题。
技术实现思路
本专利技术包含PFC升压器电路，其以反激和正激状态运行。当处于正激状态时，通过两个功率晶体管的控制，电感器由AC电源充电，其中，第一功率晶体管被反向偏置，第二功率晶体管被开通。当处于反激状态时，第二功率晶体管被关断，电感器中所存储的能量经由二极管元件传送到电容器元件。根据一实施形态，本专利技术提供了一种用于连接到交流(AC)电源的功率因数校正升压器电路，其包含被布置为在电源的第一AC半周期有效(active)的第一电路部分，第一电路部分包含与第一功率晶体管的源极节点连接的第一 AC输入节点，与第一功率晶体管的漏极节点连接的电感性元件的第一节点，与第二功率晶体管的漏极节点连接的电感性元件的第二节点，与第二功率晶体管的源极节点连接的第二 AC输入节点，与电感性元件的第二节点连接的第一半导体二极管元件的阳极，与第一输出电容器元件的第一节点连接的第一半导体二极管元件的阴极，与第二 AC输入节点连接的第一输出电容器元件的第二节点， 其中，第一与第二功率晶体管可控制，以便在正激模式和反激模式之间切换第一电路部分。 使得在正激模式下，电感性元件存储来自AC电源的能量，在反激模式下，来自电感性元件的所存储的能量通过第一半导体二极管元件被传送到第一输出电容器。根据另一实施形态，本专利技术提供了一种用于连接到交流(AC)电源的功率因数校正升压器电路，其包含被布置为在电源的第一 AC半周期上运行的第一电路部分，通过控制第一与第二功率晶体管，第一电路部分被布置为以正激模式和反激模式中的一种运行，其中，正激模式下的电流路径经过第一功率晶体管的体二极管到电感器，并从电感器经过第二功率晶体管的漏极节点到源极节点，反激模式下的电流路径经过第一功率晶体管的体二极管到电感器，从电感器到第一半导体二极管元件，以便对第一输出电容器元件充电。根据本专利技术的特定实施例，通过减小二极管部件上的电压降的损耗，电路提供了从AC干线到输出的高效电力传送。另外，用于实现该电路的部件数量得到最小化。附图说明现在将参照附图仅仅以举例的方式介绍本专利技术的实施例，在附图中图1示出了根据本专利技术一实施例的PFC升压器电路的电路图；图2示出了根据本专利技术一实施例以正激状态运行的图1的电路；图3示出了根据本专利技术一实施例以反激状态运行的图1的电路。具体实施例方式第一实施例图1示出了适用于开关式电源的PFC升压器电路的电路图。设置两个输入节点 mi和IN2来接收AC干线输入信号。mi被布置为接收相(phase)电压信号，IN2被布置为接收中性(neutral)电压信号。电容器Cin被设置在两个输入节点之间。电路由被单个电感性元件Ll——其为升压电感器——分隔开的两个部分构成。上面的部分连接到相电压节点IN1，下面的部分连接到中性电压节点IN2。在此实施例的上面的部分中，第一功率晶体管PTl为金属氧化物场效应管 (MOSFET)。MOSFET PTl的源极节点连接到相电压节点1附以及第一输出电容器Cl的第一节点。PTl的漏极节点连接到第一二极管Dl的阳极以及电感性元件Ll的第一节点。PTl 的栅极节点101连接到功率晶体管控制电路，该电路被布置为控制功率晶体管的开通和关断。第一二极管Dl的阴极连接到第一输出电容器Cl的第二节点。在此实施例的下面的部分中，第二功率晶体管PT2也为金属氧化物场效应管(MOSFET)。MOSFET PT2的源极节点连接到中性电压节点IN2以及第二输出电容器C2的第一节点。PT2的漏极节点连接到第二二极管D2的阳极和电感性元件Ll的第二节点。PT2 的栅极节点102连接到功率晶体管控制电路，该电路被布置为控制功率晶体管的开通和关断。第二二极管D2的阴极连接到第二输出电容器C2的第二节点。上面的部分OPl的输出取自第一输出电容器Cl两端之间。下面的部分0P2的输出取自第二输出电容器Cl两端之间。两个功率晶体管PTl与PT2具有在其中形成的固有的体二极管BDl与BD2，如图 1-3所示。PFC电路被控制，使得其以正激状态/模式或反激状态/模式运行。在正激状态期间，通过从功率晶体管控制电路接收的信号，功率晶体管PT2被开通，功率晶体管PTl被关断。在反激状态期间，通过控制电路信号，功率晶体管PTl被开通，功率晶体管PT2被关断。此PFC升压器电路中的功率晶体管的控制由电气隔离的栅极驱动器控制电路(即从电路的上面的部分以及下面的部分隔离)提供。本领域技术人员已知的任何合适的控制电路可被用作栅极驱动器电路，例如，在添加任何合适的监视装置的情况下，任何传统PFC 升压器控制电路，监视装置对双极性电路电压、电流以及极性进行监视，以便控制PFC升压器电路功率晶体管如何受到控制。另外，控制电路包含分立的栅极电压驱动装置，以便产生用于功率晶体管的分立的栅极驱动电压。第一与第二功率晶体管的运行基于监视到的信号受到控制。功率晶体管的控制可基于用于本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：M·J·哈里森，
申请(专利权)人：伊顿工业公司，
类型：发明
国别省市：
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