[发明专利]一种高功率因数电源

说明书

技术领域

本发明属于高频直流电源，特别是一种高功率因素高频直流电 源。

背景技术

传统的高频直流电源是在整流桥后直接接一个滤波电容，但是这 种结构会产生大量的非线性电流并污染交流电网，同时它对电网所传 送电力的利用效率较低。为了减少非线性电流达到国际标准 ENG1000-3-2，人们提出很多方法来提高电源的功率因素，其中有无 源高功率校正电路，其功率因素一般在80％--90％之间。还一种是有 源电路，此种线路功率因素可以达到99％。有源功率校正电路以二阶 功率校正最为成功。其原理是先将整流后的波动直流电压提高到一定 电压形成稳定的直流电压再将此电压变换成的直流电压输出。这种线 路存在一些缺点，一是它的开始冲击电流，二是它将现有的电压提高 增加了对后继功率转换元件的要求(即开关管的要求)，目前高功率 因素电源的损坏多属于这个原因。三是由于增加了一阶线路，增加了 电源自身的损耗，此外人们还提出了许多单阶高功率因素校正线路， 这些线路多以牺牲线路可靠性为代价，是不可取的。

发明内容：

本发明主要目的是提供一种高功率因数的电源的设计方法。

本发明的另一个目的是降低高功率因数电源的成本。

本发明的主要思想是直接校正交流电源对储能电容的充电过程： 当开关管导通时，交流电源先对一个小电容充电，当开关管截止时， 小电容的电能和变压器上的电能一起向储能电容充电。本发明的其它 特性将结合电源线路在以后做具体说明。

附图说明

图1是本发明的一种高功率因数电源双管实现的线路。

图2是本发明单管实现的一种形式的线路。

图3是本发明双管实现的另一种线路。

图4是本发明单管实现的另一种形式的线路。

本发明还可以有其他构型，其目的是改善电容充电过程的功率因 数。

发明的具体描述

图1的具体线路如下

整流桥DB21的输入端接交流工频电源，输出端并接第一电容 C21；整流桥DB21的输出端正极接电感L21的一端，L21的另一端接 第一二极管D22的阳极与第二电容C22的一端；第二电容C22的另一 端接整流桥DB21的负极；第一二极管D22的阴极接第开关管Q21的 源极和变压器T21初级线圈的一端；第一开关管Q21的漏极接第三电 容C23的正极和第二二极管D23的阴极，第三电容C23的负极接整流 桥的负极；变压器T21初级线圈另一端接第二二极管D23的阳极和第 二开关管Q22的源极，第二开关管Q22的源极接整流桥的负极；变压 器T21次级线圈接次级线路。

图1的工作原理

对于正极式电源其工作原理如下，开始时，电流通过二极管D22、 D23，电感L21、变压器初级线圈给第三电容(储能电容)C23充电； 当开关管Q21、Q22导通时，电流首先由储能电容C23通过变压器初 级线圈，开关管Q21、Q22放电，电能通过变压器次级线圈向次级线路 供电，同时、整流后的输入电流向第二电容C22充电；当开关管截止 时，电容C22上的电能通过第一二极管D22、变压器初级线圈、第二 二极管D23向储能电容C23充电；由于第二电容C22的容量较小，第 二电容上的电能很快用完，因为电感L21的存在，外电路不能立即给 电容C23充电，这时，变压器本身储存的电能继续给电容C23充电。 电容C22的大小可以按照直流电源功率大小合理地选择。

对于反极式变压器(电源电路)其工作原理如下：开始时，电流 通过二极管D22，D23，电感L21、变压器初级线圈、给第三电容(储 能电容)C23充电；当开关管Q21、Q22导通时，电流首先由储能电 容C23通过变压器初级线圈，开关管Q21、Q22放电，同时、整流后的 输入电流向第二电容C22充电；当开关管截止时，电能通过变压器次 级线圈向次级线路供电，同时、电容C22上的电能通过第一二极管、 变压器初级线圈、第二二极管向储能电容C23充电；由于第二电容 C22的容量较小，第二电容上的电能很快用完，因为电感L21的存在， 外电路不能立即给电容C23充电，这时，变压器的存有的电能继续给 电容C23充电。电容C22的大小可以按照直流电源功率大小合理地选 择。

图2的具体线路接法如下，