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降低Boost型PFC转换器升压幅度的装置和方法制造方法及图纸

技术编号:9696586 阅读:86 留言:0更新日期:2014-02-21 04:40
本发明专利技术涉及一种降低Boost型PFC转换器升压幅度的装置和方法。本发明专利技术涉及电源管理领域和微电子学的集成电路设计领域。为降低传统Boost型转换器大幅度的电压提升,从而使电路适应更多的应用场合,并且在性能上有进一步的提升。为此,本发明专利技术采用的技术方案是,降低Boost型PFC转换器升压幅度的装置,由电感、二极管、开关、电容构成,二极管、电容并接在电感、负输入端之间,电感另一端为正输入端,二极管正向跨接在开关、电容连接电感的端点之间;还包括另一个二极管、另一个开关,正输入端经另一个开关后再输入到电感,在电感与所述另一个开关连接点和负输入端间反向连接所述另一个二极管。本发明专利技术主要应用于集成电路设计制造。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电源管理领域和微电子学的集成电路设计领域,尤其涉及功率因数校正(PFC)技术,适用于升压幅度不高的PFC前端以及单级PFC电路。具体讲,涉及。
技术介绍
功率因数校正技术广泛的应用于交流/直流(AC/DC)变换器中,这是因为采用此技术的变换器能够为负载提供接近正弦的输入电流。AC/DC变换器广泛的应用于电源管理、LED驱动、电子镇流器等领域,因此功率因数校正(PFC)技术的研究变得至关重要。目前国际上关于输入电流谐波的标准有美国电气和电子工程师协会(IEEE)的IEEE519标准,国际电工委员会的IEC555-2标准等。除此之外,欧盟国家规定:凡是在欧盟市场进行销售的用电设备均要满足IEC555-2标准;98年该标准经过修订,推出了 IEC1000-3-2标准。为满足以上标准,功率因数校正技术得到了广泛的应用。目前最常用的一种功率因数校正电路的拓扑结构是Boost(升压)结构,因为升压结构具有良好的整形效果,并且可以获得较高的功率因数。Buck (降压)结构由于其输入电流在输入电压过零点附近存在为零的区域使电感电流不连续,从而决定了其不能获得高的功率因数。但是,Boost结构用于功率因数校正电路中有很多固有的缺点:输出电压基本上都要高于400V,高输出电压一方面增加了开关损耗,一方面增加了后级DC/DC变换器的电磁干扰;因为输出电压总是要高于输入电压,开关脉冲的占空比较大;在低线性输入电压的条件下,效率不高;在此的情况下,开关电流较大,这不仅增加了开关管的导通损耗,而且增加了开关损耗,因此,电路在低线性电压的情况下比高线性电压的情况下效率低3%左右。这时,Buck (降压)结构表现出其拓扑结构固有的优势:输出电压总是低于输入电压;在低线性输入电压的条件下,因为开关管的开关损耗很低,从而获得了很高的效率,并且降低了后级DC/DC变换器的电磁干扰。但是,Buck转换器在高输入电压的条件下的开关损耗很大,因此Buck转换器不常作为功率因数校正电路的前级拓扑结构。Boost拓扑作为最常用的一种功率因数校正电路的结构,其适用的各种控制芯片已经应用成熟,但是因为其高电压输出,后端往往要适用DC/DC变换装置来满足更多的应用场合,在一些功率因数要求不高的场合,增加一级DC/DC变换器大幅提高了成本。因此,降低Boost拓扑的输出电压幅度具有很高的实用意义。
技术实现思路
本专利技术旨在解决克服现有技术的不足,降低传统Boost型转换器大幅度的电压提升,从而使电路适应更多的应用场合,并且在性能上有进一步的提升。为此,本专利技术采用的技术方案是,降低Boost型PFC转换器升压幅度的装置,由电感、二极管、开关、电容构成,二极管、电容并接在电感、负输入端之间,电感另一端为正输入端,二极管正向跨接在开关、电容连接电感的端点之间;还包括另一个二极管、另一个开关,正输入端经另一个开关后再输入到电感,在电感与所述另一个开关连接点和负输入端间反向连接所述另一个二极管。降低Boost型PFC转换器升压幅度的方法,借助于前述装置实现并包括如下步骤:第一阶段:将所述开关和另一个开关均闭合,电感电流在电源电压的作用下逐渐增加,能量储存在电感中,此阶段持续的时间为h ;第二阶段:所述另一个开关闭合,所述开关断开,电感释放储存的能量,电感电流逐渐减小,在电源电压和电感同时对负载电容充电,此阶段持续的时间为t2 ;第三阶段,所述另一个开关和所述开关均断开,此阶段只有电感对负载电容进行充电,电感电流减小的速度大于阶段二,此阶段持续的时间为t3,根据伏秒法则有如下关系:VinXt1=(V0-Vin) Xt2+V0Xt3 ; (4)其中,TAi+tftyT为开关周期;(5) 由(4)(5)得出本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种降低Boost型PFC转换器升压幅度的装置,其特征是,由电感、二极管、开关、电容构成,二极管、电容并接在电感、负输入端之间,电感另一端为正输入端,二极管正向跨接在开关、电容连接电感的端点之间;还包括另一个二极管、另一个开关,正输入端经另一个开关后再输入到电感,在电感与所述另一个开关连接点和负输入端间反向连接所述另一个二极管。

【技术特征摘要】
1.一种降低Boost型PFC转换器升压幅度的装置,其特征是,由电感、二极管、开关、电容构成,二极管、电容并接在电感、负输入端之间,电感另一端为正输入端,二极管正向跨接在开关、电容连接电感的端点之间;还包括另一个二极管、另一个开关,正输入端经另一个开关后再输入到电感,在电感与所述另一个开关连接点和负输入端间反向连接所述另一个二极管。2.一种降低Boost型PFC转换器升压幅度的方法,其特征是,借助于前述装置实现并包括如下步骤: 第一阶段:将所述开关和另一个开关均闭合,电感电流...

【专利技术属性】
技术研发人员:高静朱萌姚素英徐江涛史再峰
申请(专利权)人:天津大学
类型:发明
国别省市:

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