[发明专利]低压输入的无桥交错倍压功率因数校正装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种低压输入的无桥交错倍压功率因数校正装置，具有固有的倍压功能，能降低了电流的有效值，从而能降低导通损耗，交错结构减少电路输入输出纹波，提高了效率。 

背景技术

由于电磁兼容标准对整流器网侧输入电流的谐波的强制要求，近年来功率因数校正技术成为必要且重要的技术手段。在许多电力电子装置中，较典型的功率校正电路是采用二极管整流桥和直流储能电容之间串联一个升压BOOST变换器来实现上述目的。通过控制BOOST变换器的开关的通断时刻，装置可以实现接近于1的功率因数。标准的BOOST变换器电路，当开关断开时，电流流过两个整流二极管和一个快恢复二极管；当开关导通时，电流通过二个整流二极管和变换器的功率开关。在低压输入和大功率应用中，标准的BOOST电路导致高的器件导通损耗和引起较低的转换效率。近年来许多研究人员积极探索改进标准的boost 电路拓扑来减少功率半导体器件数目，尤其是导通损耗. Prasad N. Enjeti等人（见参考文献【1】）1993年首先提出无整流桥功率因数校正电路，减少电路导通损耗，提高转换效率，在低输入电压和中大功率应用场合具有显著优点，无桥PFC得到广泛的重视与研究。Y. Jang, Milan M.等人（（见参考文献【2】）2007年提出了具有固有倍压功能的交错升压PFC电路，有效减少低输入电压时的电流有效值，减少了导通损耗。但是由于该电路采用整流桥，电路转换效率受到了限制。 

在低输入电压和大功率应用场合，整流桥的损耗所占的比例非常重要，如何减少功率因数校正电路导通损耗，进一步减少电路导通回路功率元器件和减少流过器件电流的有效值，是提高PFC电路转换效率的关键。 

发明内容

本发明目的是要提供一种低压输入的无桥交错倍压功率因数校正装置，该装置利用四个功率MOSFET管、两个电感和五个二极管构成无桥交错倍压PFC电路，面对低输入电压和大功 

率应用场合，能进一步提高电路转换效率和减少电路波纹。

本发明的低压输入的无桥交错倍压功率因数校正装置，包括交流输入电源Vin，功率MOSFET管S1P、S1N、S2P、S2N，二极管Do、D1、D2、D3、D4，储能电容CB1、CB、CO，电感L1、L2，其特征在于：通过功率MOSFET管S1P、S1N，二极管D3、D4、DO，储能电容CB、CB1，电感L2构成了无桥交错BOOST电路1；功率MOSFET管S2P、S2N，二极管D1、D2、D3、D4、DO，电感L1构成了无桥交错BOOST电路2，所述交流输入电源Vin的一端接二极管D3的阳极、D4的阴极、功率MOSFET管S1N、S2N的漏极，交流电源的另一端接电感L1、L2，电感L1的另一端接功率MOSFET管S2P的漏极、二极管D1的阳极、D2的阴极，电感L2的另一端接功率MOSFET管S1P的漏极、电容CB1的正极、CB的负极，二极管D1的阴极接Do的阳极、电容CB的正极，二极管Do的阴极接D3的阴极、电容CO的正极、输出负载正极，电容CO的负极接二极管D4的阳极、D2的阳极、电容CB1的负极、输出负载负极，功率MOSFET管S2P的源极与S2N的源极相连，功率MOSFET管S1P的源极与S1N的源极相连，功率MOSFET管S1P、S1N、S2P、S2N的栅极接各自的控制驱动信号。本发明集成了整流桥，具有固有的倍压功能，能降低了电流的有效值，从而能降低导通损耗，减少电路纹波，提高了效率，适合于低压应用场合。 

附图说明

图1是低压输入的无桥交错倍压功率因数校正装置具体实现电路图。 

图2是低压输入的无桥交错倍压功率因数校正装置第一种工作模式图。 

图3是低压输入的无桥交错倍压功率因数校正装置第二种工作模式图。 

图4是低压输入的无桥交错倍压功率因数校正装置第三种工作模式图。 

图5是低压输入的无桥交错倍压功率因数校正装置第四种工作模式图。 

图6是低压输入的无桥交错倍压功率因数校正装置关键波形图。  

具体实施方式

如图1所示，本发明提出的一种低压输入的无桥交错倍压功率因数校正装置包括交流输入电源Vin，功率MOSFET管S1P、S1N、S2P、S2N，二极管D1、D2、D3、D4、Do，储能电容CB1、CB、CO，电感L1、L2。