[发明专利]多通道交错型功率因数校正整流器的拓扑结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种AC-DC整流器，特别涉及一种本身具有功率因数校正功能的多通道交错型整流器的拓扑结构。

背景技术

传统的升压型(Boost)多通道交错并联AC-DC整流器，包括一个整流桥、两个电感L₁、L₂，两个功率开关管S₁、S₂，两个续流二极管D₁、D₂，功率开关管S₁的漏极与二极管D₁的阳极和电感L₁的一端相连，功率开关管S₂的漏极与二极管D₂的阳极和电感L₂的一端相连。这种升压型(Boost)多通道交错并联AC-DC整流器中，在任意时刻，电流需流过三个半导体器件，其所存在的问题是，由于电流流通路径上的功率半导体器件数目多，从而增加了整流器中半导体器件造成的导通损耗，降低了整流器的效率。

发明内容

本发明的目的提供一种新结构的多通道交错型功率因数校正整流器，不但可减少流过单个子电路(通道)的电流应力和总的输入电流畸变。而且在任意时刻，由于没有整流桥，电流流通路径上的功率半导体器件数目减少了，从而减小了整流器中半导体器件造成的导通损耗，提高了整流器的效率。

为达到以上目的，本发明是采取如下技术方案予以实现的：

一种多通道交错型功率因数校正整流器的拓扑结构，包括多个子电路，其特征在于，每个子电路中均设有一个电感与一个开关器件串联后，与输入交流电源并联，其中电感与开关器件串联点连接一个上支路的快恢复二极管阳极和一个下支路的快恢复二极管阴极；各子电路开关器件与交流电源的连接端连接第一整流二极管阳极和第二整流二极管阴极；上支路的快恢复二极管阴极和第一整流二极管阴极连接滤波电容和负载的一端；下支路的快恢复二极管阳极和第二整流二极管阳极连接滤波电容和负载的另一端。

上述方案中，所述开关器件为两个功率开关管通过源极串联构成。所述多个子电路优选为2-4个子电路。

本发明多通道交错型功率因数校正整流器由两个或两个以上的子电路(通道)并联构成。这些子电路将输入电流均分，减少了每个子电路上半导体器件所承受的电流应力。不同通道的输入电流交错叠加起来即减小了总输入电流的畸变。不同的子电路上开关管之间的驱动信号交错360/n(n为通道的数目)度，即每个开关管的开关周期(T_s)与占空比相同，但不同通道之间开关管开通时刻依次交错相同的时间。整流器由n个通道组成，每个开关依次滞后T_s/n，从而使得每个整流器中流通的电流交错，总的输入电流为n个通道电流的叠加，这样可以减少输入电流的纹波。采用n通道新型整流器进行交错并联，不仅减少了每个通道上半导体器件所承受的电流应力和总输入电流的畸变，而且由于新型整流器本身实现高功率因数，不象传统的二极管桥式整流器还需外加功率因数校正电路，因此其特有的电路拓扑结构使得在任意时刻电流流通路径上只有两个半导体器件，整流器中半导体器件造成的导通损耗因而很小，提高了整流器的效率。此外，由于其各子电路采用快恢复二极管而公共部分采用普通整流二极管的特有结构，其高频共模干扰也得到显著的抑制。

附图说明

附图1是本发明多通道交错型功率因数校正整流器的拓扑电路图。

附图2是两通道交错型功率因数校正整流器的功率开关管的驱动信号。

附图3是总输入电流与各通道电感电流的波形图。

附图4是总输入电流与各通道电感电流的细节展开图。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明作进一步的详细说明。