本发明专利技术涉及一种无桥正激功率因素校正装置。传统的功率因素校正电路在工作时，同时导通的半导体功率器件数目较多，功率损耗较大。本发明专利技术包括功率主电路和控制电路两部分。主电路主要包括输入侧电路，变压器T，和输出侧电路。控制电路包括输出电压或输出电流的反馈电路，交流输入电压的相位检测电路，变压器T的磁复位检测电路和PFC控制器及驱动电路。本发明专利技术与传统的BoostPFC电路相比，单级电路就能满足低电压的应用场合，并能满足电路前后级隔离的要求。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于开关电源
，具体涉及一种隔离型无桥正激式功率因素校正装置。
技术介绍
由于目前大多数用电设备中的非线性元件和储能元件的存在，会使输入交流电流波形发生严重畸变，网侧输入功率因数很低，为了满足国际标准IEC61000-3-2的谐波要求，必须在这些用电设备中加入功率因素校正装置(PFC)。传统的有源功率因素校正电路一般采用整流桥后加Boost拓扑结构。其中，Boost拓扑具有控制容易，驱动简单以及在整个工频周期内都可以进行开关工作， 输入电流的功率因数可以接近于I等特点。但是Boost电路具有输出电压高的缺点，对于低电压应用场合，后级需要额外的DC-DC降压电路。此夕卜，这种传统的功率因素校正电路在工作时，同时导通的半导体功率器件数目较多，功率损耗较大。为了减小电路损耗，提高电路的转换效率，无桥PFC电路得到广泛的研究与应用。
技术实现思路
针对上述不足，本专利技术提出了一种新型的无桥正激功率因素校正装置。可通过对不同开关管的控制实现PFC功能，并能使输入电流满足国际标准IEC61000-3-2 C类标准。该装置主要包括功率主电路和控制电路两部分。本专利技术提出的无桥正激功率因素校正装置的主电路主要包括输入侧电路，变压器T，和输出侧电路。输入侧电路主要包括输入电压源Vac，电容Cin，开关管Ql和开关管Q2，二极管Dl和二极管D2。其中，二极管D1、变压器绕组NI和开关管Ql构成了原边主环路一 ；二极管D2，变压器绕组N2和开关管Q2构成了原边主环路二。更详细地，绕组NI的同名端接二极管Dl的阴极，绕组NI的另一端接开关管Ql的漏极。二极管Dl的阳极接输入交流的一端，开关管Ql的源极接输入电压源的另一端，也就是原边地。绕组N2的同名端接二极管D2的阴极，绕组N2另一端接开关管Q2的漏极。二极管D2的阳极接输入原边地，开关管Q2的源极接二极管D2的阳极。变压器为三绕组结构，包括第一绕组N1、第二绕组N2和第三绕组N3。在某些应用场合，如需绕组来提供辅助供电或用于磁芯复位电流过零检测时，变压器绕组可以适当增加。输出侧电路主要由二极管D3和二极管D4,输出电感Lo和输出电容Co,以及负载Rload组成。具体地，绕组N3的同名端接二极管D3的阳极，绕组N3的另一端接二极管D4的阳极和输出电容Co的阴极以及负载Rload的一端。输出电感Lo的一端接二极管D3和二极管D4的阴极，电感Lo的另一端接输出电容Co的阳极和负载Rload的另一端。其中，电压源Vac为交流正弦输入电压。其中，开关管Ql可以为不同类型的开关器件如M0SFET，GTR，IGBT等。其中，开关管Q2可以为不同类型的开关器件如M0SFET，GTR，IGBT等。其中，负载Rload可以是电阻负载、LED负载或者后级电路。控制电路主要包括输出电压或输出电流的反馈电路，交流输入电压的相位检测电路，变压器T的磁复位检测电路和PFC控制器及驱动电路。其中变压器T的磁复位检测电路在某些场合可以省略，如增加有源箝位电路。PFC控制器及驱动电路输出的PWM脉冲用来控制主功率电路中的开关管。为减小输入电流的奇次谐波含量，本专利技术应用了一种可变导通时间(VOT)的控制方法，在传统误差放大器的输出信号Comp信号上注入输出电感电流的基波。采用本专利技术提出的新型功率因素校正装置，至少可以达到以下有益效果: (I)具有正激电路的优点，与传统的Boost PFC电路相比，单级电路就能满足低电压的应用场合，并能满足电路前后级隔离的要求。(2)主功率电路去除了整流桥，与传统的PFC电路相比，可以减少电路工作时同时导通的半导体功率器件的数量，提高电路的效率。(3 )通过合适的控制，变压器可以通过变压器原边的绕组NI和N2就能实现相互去磁，无需额外的绕组复位或其他复位电路。(4)输入电流谐波小，满足IEC61000-3-2 C类标准。附图说明图1无桥正激功率因素校正装置结构图； 图2 (a)无桥正激电路工作模态I ; 图2 (b)无桥正激电路工作模态II ； 图3控制电路模块 图4本专利技术实现的电路波形 图5为本专利技术的一个具体实施例。具体实施例方式下面通过具体的实例并结合附图对本专利技术做进一步的详细的描述。如图1所示，本专利技术提出的新型的无桥正激功率因素校正装置主要包括功率主电路和控制电路，其中功率主电路包括输入侧电路，变压器T，和输出侧电路。输入侧电路主要包括输入电压源Vac，电容Cin，开关管Ql和开关管Q2，二极管Dl和二极管D2。其中，二极管D1、变压器绕组NI和开关管Ql构成了原边主环路一 ；二极管D2，变压器绕组N2和开关管Q2构成了原边主环路二。更详细地，绕组NI的同名端接二极管Dl的阴极，绕组NI的另一端接开关管Ql的漏极。二极管Dl的阳极接输入交流的一端，开关管Ql的源极接输入电压源的另一端，也就是原边地。绕组N2的同名端接二极管D2的阴极，绕组N2另一端接开关管Q2的漏极。二极管D2的阳极接输入原边地，开关管Q2的源极接二极管D2的阳极。变压器为三绕组结构，包括第一绕组N1、第二绕组N2和第三绕组N3。在某些应用场合，如需绕组来提供辅助供电或用于磁芯复位电流过零检测时，变压器绕组可以适当增加。输出侧电路主要由二极管D3和二极管D4，输出电感Lo和输出电容Co，以及负载Rload组成。具体地，绕组N3的同名端接二极管D3的阳极，绕组N3另一端接二极管D4的阳极和输出电容Co的阴极以及负载Rload的一端。输出电感Lo的一端接二极管D3和二极管D4的阴极，电感Lo另一端接输出电容Co的阳极和负载Rload的另一端。其中，电压源Vac为交流正弦输入电压。Cin为容值较小的无极性电容，主要起到滤高次谐波作用。通常情况下，变压器第一绕组NI和第二绕组N2的匝数相同。其中，开关管Ql可以为不同 类型的开关器件如MOSFET，GTR，IGBT等。其中，开关管Q2可以为不同类型的开关器件如MOSFET，GTR, IGBT等。其中，负载Rload可以是电阻负载、LED负载或者后级电路。控制电路主要包括输出电压或输出电流的反馈电路，交流输入电压的相位检测电路，变压器T的磁复位检测电路和PFC控制器及驱动电路。其中变压器T的磁复位检测电路在某些场合可以省略，如增加有源箝位电路。PFC控制器及驱动电路输出的PWM脉冲用来控制主功率电路中的开关管。下面结合附图2来说明本专利技术的无桥正激电路的具体工作原理和工作模态。当交流输入电压折算到变压器副边N3的电压小于输出电压时，二极管D3关断，输入电流IinH包含很小的励磁电流并称这段时间为死区时间。 当交流输入电压为正半周，且折算到绕组N3上的电压大于输出电压Vo时，开关管Ql处于不停开关状态，开关管Q2 —直保持导通状态，电路包括工作模态I和工作模态II: 1.工作模态1: 如图2(a)所示，在输入侧，开关管Ql导通，交流输入经变压器第一绕组N1、开关管Ql和二极管Dl形成导通回路，绕组N3上的电压大于输出电压，二极管D3导通，输出电感Lo中的电流线性上升，电能从输入端传送到负载端。2.工作模态II: 如图2 (b)所示，开关管Ql关断，变压器T通过另一由二极管D2，绕组N2和开关管Q2组成的主环路二复位。同时二极管D3本文档来自技高网...
【技术保护点】
无桥正激功率因素校正装置，包括主电路和控制电路，所述的主电路包括输入侧电路，变压器T和输出侧电路，其特征在于：输入侧电路主要包括输入电压源Vac，电容Cin，开关管Q1和开关管Q2，二极管D1和二极管D2；其中，二极管D1、第一绕组?N1和开关管Q1构成了原边主环路一；二极管D2，第二绕组?N2和开关管Q2构成了原边主环路二；具体是第一绕组N1的同名端接二极管D1的阴极，第一绕组N1的另一端接开关管Q1的漏极；二极管D1的阳极接输入电压源Vac的一端，开关管Q1的源极接输入电压源Vac的另一端，也就是原边地；第二绕组N2的同名端接二极管D2的阴极，第二绕组N2另一端接开关管Q2的漏极；二极管D2的阳极接输入原边地，开关管Q2的源极接二极管D2的阳极；变压器为三绕组结构，包括第一绕组?N1、第二绕组?N2和第三绕组?N3；输出侧电路由二极管D3和二极管D4，输出电感Lo和输出电容Co，以及负载Rload组成；第三绕组N3的同名端接二极管D3的阳极，第三绕组N3的另一端接二极管D4的阳极和输出电容Co的阴极以及负载Rload的一端；输出电感Lo的一端接二极管D3和二极管D4的阴极，电感Lo的另一端接输出电容Co的阳极和负载Rload的另一端；所述的控制电路包括输出电压或输出电流的反馈电路、交流输入电压的相位检测电路，变压器T的磁复位检测电路和PFC控制器及驱动电路；PFC控制器及驱动电路输出的PWM脉冲用来控制主电路中的开关管Q1和开关管Q2。...
【技术特征摘要】
1.无桥正激功率因素校正装置，包括主电路和控制电路，所述的主电路包括输入侧电路，变压器T和输出侧电路，其特征在于: 输入侧电路主要包括输入电压源Vac，电容Cin，开关管Ql和开关管Q2，二极管Dl和二极管D2 ;其中，二极管D1、第一绕组NI和开关管Ql构成了原边主环路一 ；二极管D2，第二绕组N2和开关管Q2构成了原边主环路二 ；具体是第一绕组NI的同名端接二极管Dl的阴极，第一绕组NI的另一端接开关管Ql的漏极；二极管Dl的阳极接输入电压源Vac的一端，开关管Ql的源极接输入电压源Vac的另一端，也就是原边地；第二绕组N2的同名端接二极管D2的阴极，第二绕组N2另一端接开关管Q2的漏极；二极管D2的阳极接输入原边地，开关管Q2的源极接二极管D2的阳极； 变压器为三绕组结构，包括第一绕组N1、第二绕组N2和第三绕组N3 ； 输出侧电路由二极管D3和二极管D4，输出电感Lo和输出电容Co，...
【专利技术属性】
技术研发人员：谢小高，蓝舟，董汉菁，赵晨，吕强，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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