一种降压和升降压切换工作的无桥PFC变换器制造技术

本发明专利技术公开了一种降压和升降压切换工作的无桥PFC变换器，包括第一开关管、第二开关管、第三开关管、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管、第六二极管、电感和电容；本发明专利技术当输入电压绝对值大于输出电压时，工作于Buck模式；当输入电压绝对值小于输出电压时，工作于Buck-Boost模式。本发明专利技术通过加入Buck-Boost工作模式，解决了Buck?PFC变换器固有存在的死区问题，可以有效地提高变换器的功率因数。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及PFC变换器领域，具体涉及一种降压和升降压切换工作的无桥PFC变换器。
技术介绍
目前广泛应用的PFC变换器为Boost变换器，要求Boost变换器的输出电压为400V左右，当输入电压较低时，它将工作于大占空比的状态，这会导致变换器发热严重，变换器功率密度受到限制；Sepic、Cuk以及Buck-Boost变换器也常应用于PFC场合，这些变换器虽然能达到很高的功率因数，但是开关应力很大，导致开关损耗增大，效率降低，成本升高；Buck变换器也越来越多地应用到PFC场合，但是由于其存在死区问题，功率因数的提高受到限制。
技术实现思路
为了克服现有技术存在的缺点与不足，本专利技术提供一种降压和升降压切换工作的无桥PFC变换器，本专利技术工作于Buck和Buck-Boost两种工作模式，解决了 Buck PFC变换器固有存在的死区问题。本专利技术采用的技术方案:一种降压和升降压切换工作的无桥PFC变换器，包括第一开关管S1、第二开关管S2、第三开关管S3、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第五二极管D5、第六二极管D6、电感L和电容C ;所述第一开关管S1的漏极分别与输入电压的一端、第二二极管D2的阴极连接，所述第一开关管S1的源级与第一二极管D1的阳极连接；所述第一二极管D1的阴极与第四二极管D4的阴极、第三二极管D3的阳极、第六二极管D6的阳极连接，所述第六二极管D6的阴极与电容C的一端、输出电压的正极连接；所述电容C的另一端分别与输出电压的负极和第三开关管S3的源级、电感L的一端连接；所述电感L的另一端与第五二极管D5的阳极、第二开关管S2的漏极连接，所述第二开关管S2的源级和第二二极管D2的阳极连接；所述第四二极管D4的阳极与输入电压的另一端、第五二极管D5的阴极连接；所述第三二极管D3的阴极与第三开关管S3的漏极连接。所述第四二极管D4、第五二极管D5、第六二极管D6为快恢复二极管，电容C为电解电容。所述第一二 极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3用于阻断第一开关管S1、第二开关管S2、第三开关管S3所在支路电流回流。一种Buck和Buck-Boost切换工作的无桥PFC变换器，当输入电压Vin大于输出电压V。时,工作于Buck模式；当输入电压Vin小于输出电压V。时,工作于Buck-Boost模式。当变换器工作于Buck模式时，其中只有第一开关管S1、第二开关管S2、第一二极管D1、第二二极管D2、第四二极管D4、第五二极管D5、第六二极管D6、电感L和电容C工作；当变换器工作于Buck-Boost模式时，第一开关管S1、第二开关管S2、第三开关管S3、第一二极管D1、第二二极管D2、第四二极管D4、第五二极管D5、第六二极管D6、第三二极管D3、电感L和电容C工作。本专利技术的有益效果:加入Buck-Boost工作模式，解决了 Buck PFC变换器固有存在的死区问题，有效地提高了变换器的功率因数。附图说明图1是本专利技术的结构图；图2是本专利技术具体实施例在输入电压一个周期内开关序列、输入电流波形图；图3a 图3d是本专利技术具体实施例在输入电压正半周内的工作流程图；其中图3a是变换器工作于BUCK-B00ST模式且开关管开通时的电路图，图3b是变换器工作于BUCK-B00ST模式且开关管闭合时的电路图，图3c是变换器工作于BUCK模式且开关管开通时的电路图，图3d是变换器工作于BUCK模式且开关管闭合时的电路图；图4a 图4d是本专利技术具体实施例在输入电压负半轴内的工作过程图；其中图4a是变换器工作于BUCK-B00ST模式且开关管开通时的电路图，图4b是变换器工作于BUCK-B00ST模式且开关管闭合时的电路图，图4c是变换器工作于BUCK模式且开关管开通时的电路图，图4d是变换器工作于BUCK模式且开关管闭合时的电路图。具体实施例方式下面结合实施例及附图，对本专利技术作进一步地详细说明，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例如图1所示，一种降压和升降压切换工作的无桥PFC变换器，包括第一开关管Sp第二开关管S2、第三开关管S3、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第五二极管D5、第六二极管D6、电感L和电容C ;所述第一开关管S1的漏极分别与输入电压的一端、第二二极管D2的阴极连接，所述第一开关管S1的源级与第一二极管D1的阳极连接；所述第一二极管D1的阴极与第四二极管D4的阴极、第三二极管D3的阳极、第六二极管D6的阳极连接，所述第六二极管D6的阴极与电容C的一端、输出电压的正极连接；所述电容C的另一端分别与输出电压的负极和第三开关管S3的源级、电感L的一端连接；所述电感L的另一端与第五二极管D5的阳极、第二开关管S2的漏极连接，所述第二开关管S2的源级 和第二二极管D2的阳极连接；所述第四二极管D4的阳极与输入电压的另一端、第五二极管D5的阴极连接；所述第三二极管D3的阴极与第三开关管S3的漏极连接。所述第四二极管D4、第五二极管D5、第六二极管D6为快恢复二极管，电容C为电解电容。所述第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3用于阻断第一开关管S1、第二开关管S2、第三开关管S3所在支路电流回流。当输入电压绝对值IvinI大于输出电压V。时，变换器工作于Buck模式，其中只有第一开关管S1、第二开关管S2、第一二极管D1、第二二极管D2、第四二极管D4、第五二极管D5、第六二极管D6、电感L和电容C工作；当输入电压绝对值Vin小于输出电压V。时，变换器工作于Buck-Boost模式，此工作模式下，第一开关管S1、第二开关管S2、第三开关管S3、第一二极管D1、第二二极管D2、第四二极管D4、第五二极管D5、第六二极管D6、第三二极管D3、电感L和电容C工作。图3a 图3d和图4a 图4d中实线表示处于工作状态的部分，实线部分电路图表示工作时候的等效电路图。当变换器工作在输入电压正半周时:当输入电压绝对值Vin小于输出电压V。时，此时变换器工作于Buck-Boost模式，如图3a、图3b所示，第一开关管S1和第三开关管S3同时开通和关断，其开关序列如图2中to 阶段以及t2 t3阶段所示。当输入电压绝对值Vin大于输出电压V。时,此时变换器工作于Buck模式,如图3c、图3d所示，第三开关管S3 —直关闭，第一开关管S1工作，其开关序列如图2中& t2阶段所示。当变换器工作在输入电压负半周时:当输入电压绝对值Vin小于输出电压V。时,此时变换器工作于Buck-Boost模式，如图4a、图4b所示。第二开关管S2和第三开关管S3同时开通和关断，其开关序列如图2中t3 t4阶段以及t5 t6阶段所示。当输入电压绝对值Vin大于输出电压V。时,此时变换器工作于Buck模式,如图4c、图4d所示。第三开关管S3 —直关闭，第二开关管S2工作，其开关序列如图2中t4 t5阶段所示。上述实施例 为本专利技术较佳的实施方式，但本专利技术的实施方式并不受所述实施例的限制，其他的任何未背离本专利技术的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种降压和升降压切换工作的无桥PFC变换器，其特征在于，包括第一开关管（S1）、第二开关管（S2）、第三开关管（S3）、第一二极管（D1）、第二二极管（D2）、第三二极管（D3）、第四二极管（D4）、第五二极管（D5）、第六二极管（D6）、电感（L）和电容（C）；所述第一开关管（S1）的漏极分别与输入电压的一端、第二二极管（D2）的阴极连接，所述第一开关管（S1）的源级与第一二极管（D1）的阳极连接；所述第一二极管（D1）的阴极与第四二极管（D4）的阴极、第三二极管（D3）的阳极、第六二极管（D6）的阳极连接，所述第六二极管（D6）的阴极与电容（C）的一端、输出电压的正极连接；所述电容（C）的另一端分别与输出电压的负极和第三开关管（S3）的源级、电感（L）的一端连接；所述电感（L）的另一端与第五二极管（D5）的阳极、第二开关管（S2）的漏极连接，所述第二开关管（S2）的源级和第二二极管（D2）的阳极连接；所述第四二极管（D4）的阳极与输入电压的另一端、第五二极管（D5）的阴极连接；所述第三二极管（D3）的阴极与第三开关管（S3）的漏极连接。

【技术特征摘要】
1.一种降压和升降压切换工作的无桥PFC变换器，其特征在于，包括第一开关管(Si)、第二开关管(S2)、第三开关管(S3)、第一二极管(D1X第二二极管(D2)、第三二极管(D3)、第四二极管(D4)、第五二极管(D5)、第六二极管(D6)、电感(L)和电容(C); 所述第一开关管(S1)的漏极分别与输入电压的一端、第二二极管(D2)的阴极连接，所述第一开关管(S1)的源级与第一二极管(D1)的阳极连接； 所述第一二极管(D1)的阴极与第四二极管(D4)的阴极、第三二极管(D3)的阳极、第六二极管(D6)的阳极连接，所述第六二极管(D6)的阴极与电容(C)的一端、输出电压的正极连接； 所述电容(C)的另一端分别与输出电压的负极和第三开关管(S3)的源级、电感(L)的一端连接；...

【专利技术属性】
技术研发人员：张波，张能，黄子田，肖文勋，丘东元，
申请(专利权)人：华南理工大学，东莞市石龙富华电子有限公司，
类型：发明
国别省市：