[发明专利]电压反馈单级功率因数校正电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种电压反馈单级功率因数校正电路。更具体地说，本发明涉及一种带中心抽头变压器电压反馈、无桥式整流、旁路功率因数提升的单级功率因数校正电路。

背景技术

近些年来，国际上对用电设备的滤波要求越来越高，这也促使了滤波技术、功率因数校正技术的迅速发展。其中以单级有源PFC尤为明显，国际上单级PFC已经成为新兴研究热点，国内也慢慢开始将单级PFC的研究转向产品开发和生产。但是，单级PFC带来的如何降低母线电压、提高功率因数、提高整机效率、小型化等问题依然困扰其快速产品化。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中的不足，而提出一种高效、高功率因数、低电压应力的电压反馈单级功率因数校正电路。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：电压反馈单级功率因数校正电路，包括第二整流器、升压电感、电容器、变压器电压反馈电路、高频开关管和带中心抽头的变压器，其特征在于：

所述的第二整流器，用于将输入的交流电整流为双脉波直流后传输到升压电感并为其充电，包括第三二极管、第四二极管、第五二极管和第六二极管构成的桥式整流电路；

所述的升压电感，用于将第二整流器的输出电流传输到带中心抽头的变压器，并经过变压器将能量传输到副边输出；所述的升压电感前端连接第二整流器输出端，后端连接到变压器的中心抽头；

所述的电容器，用于平衡功率、减小输出纹波，其正端接变压器的同名端，负端接地；

所述的变压器电压反馈电路用于将母线电压耦合到升压电感，限制母线电压过高；它包括一反馈绕组，所述的反馈绕组是变压器原边绕组的中间抽头和非同名端之间的一段绕组；

所述的高频开关管，其第一极接变压器原边绕组的非同名端，第二极接地，第三极接高频控制信号。

本发明的电压反馈单级功率因数校正电路，电压反馈绕组通过增加变压器中心抽头实现，电路结构简单，容易实现，且降低了成本。

本发明的的另一个优点是，电路由传统两级PFC整合并改造而得，前置级PFC电路和后置级DC/DC电路共用一个开关管，一套控制电路，进一步简化了电路结构，使得控制简单，小型化。电路根据不同功率等级及不同需要可以工作在不同状态下，主要有：DCM PFC+DCM DC/DC；DCM PFC+CCM DC/DC。

本发明的再一个优点是，适用拓扑广，不仅可使用在反激电路，也可适用于半桥电路、正激电路等各种拓扑。

根据本发明，所述的第五二极管和第六二极管优选快恢复或超快恢复的二极管，其封装是独立的两个二极管，或者是共阴极封装的二极管。

作为本发明的进一步改进，还设有第一整流器，所述的第一整流器包括第一二极管和第二二极管，并与所述的第三二极管和第四二极管构成桥式整流电路，将输入的交流电整流为双脉波直流后传输到电容器的正端，实现开机对电容器的预充电，使电路快速稳定，电路稳定工作后第一二极管和第二二极管反偏截止。所述的第一二极管和第二二极管的阳极分别接于交流电两侧，共阴极接于电容器的正端。所述的第一二极管和第二二极管是独立的两个二极管、或者是共阴极封装的二极管、或者是与第三二极管和第四二极管组成的桥堆的上半桥堆其中的任何一种形式。

作为本发明的进一步改进，还设有一个包括第八二极管、第九二极管和辅助电感的功率因数提升电路，在输入交流电压过零点附近，交流电的正半周或负半周通过该功率因数提升电路；所述的第八二极管、第九二极管的阳极分别接于交流输入两端，共阴极输出连接辅助电感的一端，辅助电感的另一端接于变压器原边绕组的非同名端。所述的第八二极管和第九二极管优选快恢复或超快恢复的二极管，其封装是独立的两个二极管，或者是共阴极封装的二极管。

根据本发明，所述变压器的中心抽头是变压器原边绕组同名端和非同名端之间的任何一点。所述的变压器可以是反激式、正激式或半桥式中的任何一种形式。

根据本发明，所述的高频开关管可以是N沟道或P沟道的功率MOSFET，或者是包括IGBT的任何一种半导体开关器件。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1为本发明方案一的电路图。

图2为本发明方案二的电路图。

图3为本发明方案一不用第一整流器的电路图。

图4为本发明方案二不用第一整流器的电路图。

具体实施方式