[实用新型]一种开关电源单级功率因数校正装置

说明书

技术领域：

本实用新型涉及一种高性能价格比开关电源单级功率因数校正装置，特别是适用开关变换器磁元件信号波形不对称开关电源情况。

背景技术：

功率因数校正技术在开关电源中应用越来越普及，主要基于下面两个原因：(1)是高的功率因数可以提高开关电源整机效率，使得相同输入功率具有更高的输出功率；(2)是满足一些权威机构的电磁兼容标准，例如IEC1000-3-2标准等。

通常有源功率因数校正技术采用AC-DC功率因数校正前级加DC-DC变换器调整后级，虽然可以取得接近于1的功率因数，但是体积大，成本高和实际两级转换效率低，尤其不适应小功率级别的开关电源。自九十年代开始，单级功率因数校正技术越来越成为研究的焦点，目前国际上开关电源功率因数校正技术是朝着低成本，高性能和满足电磁兼容标准的高性能价格比AC-DC功率变换器研究方向发展，欧美许多国家开展研究并提出了一些高性能价格比电路拓扑。这些电路基于稍为修改的标准开关变换器电路(如附加二极管和电感)以满足电磁兼容标准。其中一个重要的思路是从变换器磁元件获得一个附加输出并将其串联接在输入整流二极管和储能电容之间，但总体归纳起来这些电路最典型代表可分为两类：(1)全波附加电路电感电流不连续的电路，如[1]M.Qin，G.Moschopoulos，H.Pinheiron and P.Jain“Analysis and design of a single stagepower factor corrected full-bridge converter”，IEEE APEC，1999，pp.119-125。和[2]P.Jain，J.R.Espinoza and N.A.Nasser，“A single stage zero-voltage zero-current-switched DC powersuplíwith extended load range”，IEEE Trans.On IndustrialElectronics，Vol.46，no.2，April 1999，pp.261-270所提出，这个附加电路工作于电感电流不连续工作情况，这样，通过附加二极管和变换器开关器件的峰值电流都较大。同时主变换器的输出也必需工作在不连续导通情况以调节电容电压的变化，这样半导体器件上电流应力都比较大，有时，主变换器的输出必需工作在电流连续情况，这样，在所有变换器半导体器件上电压应力将是非常高。

(2)全波附加电路电感电流连续电路但双延迟绕组磁元件波形信号对称设计，如参考文献[3]J.Sebastian，A.Fernández，P.Villegas，M.M.Hernando and S.Ollero，“A new active inputcurren shaper for converters with symmetrically driventransformer”，IEEE APEC；2000，pp.468-474.Also，IEEETransactions on Industry Applications，March/April 2001提出的，这个附加电路电感工作于电流连续情况，这样一来改进了(1)存在的问题，提高了性能。但该电路应用了两个延迟绕组，使附加电路磁元件从一个增加到三个。同时由于附加电路输出纹波电流较大，这样输出滤波电感便需设计比较大。同时，参考文献[3]只适用磁元件波形信号对称情况。

综上所述，适合小功率开关电源的高性能价格比单级功率因数校正技术还有待进一步发展。

技术内容：

本实用新型的目的是设计一种高性能价格比的开关电源单级功率因数校正装置。

本实用新型的任务是：高输出阻抗整流器电路输入端(T1、T2)口，通过不对称绕组(A)与延迟电感(L_D)相连，电感(L_D)通过组成整流桥式电路的二极管(D_A1，D_A2，D_A3，D_A4)与滤波电感(L_A)相连，在高输出阻抗整流器电路输出端(T4)连接有开关电源输入整流二极管，附加高输出阻抗整流器电路输入端(T1、T2)口通过原副边绕组隔离连接有标准DC-DC开关变换器(E)磁元件(B)，标准DC-DC开关变换器(E)分别通过储能电容与高输出阻抗整流器电路输出端(T3)、输入整流二极管负极相连，附加高输出阻抗整流器电路输入端(T1、T2)口连接是波形信号不对称磁元件(B)副边附加绕组。