[发明专利]一种运用逆阻IGBT的Boost倍压功率因数校正电路

说明书

技术领域

本发明涉及功率因数校正电路，具体来说是一种采用逆阻IGBT为开关管，使用两个输入电感的Boost倍压功率因数校正(PFC)电路。

背景技术

目前单相功率因数校正电路得到广泛地研究和运用，其中最为典型的是图1所示的Boost功率因数校正电路。而对于某些要求双输出电压的应用场合，如逆变部分为半桥结构的UPS系统，由于难以得到较为稳定的中点电位，这种典型的Boost功率因数校正电路不是非常适合，而三电平的Boost功率因数校正电路恰好能满足该种应用。

如图2中所示，是Fred C.Lee等发表的论文“Single-phase Three-Level Boost Power Factor Correction Converter(in：Proceedings of Tenth Annual Applied Power Electronics Conference and Exposition，1995.APEC′95.pp.434-439.)”中提出的电路拓扑，该拓扑相对于典型的Boost功率因数校正电路有更低的器件电压应力，并且开关损耗降低。但是和典型的Boost功率因数校正电路一样，该电路拓扑同样有前级的不控整流桥，将输入电压整流成馒头波峰电压。而不控整流桥的存在，在一定程度上会增加系统的通态损耗，尤其对于低电压大电流输入的情况，会影响电路的整机效率。

为了消除整流桥的影响，Gang Yao等人在论文“A ZVT PWM Three Level Boost Converter for Power Factor Preregulator(in：Proceedings of IEEEPower Electronics Specialists Conference，2007.PESC 2007.pp.768-772.)”中提出了一种不带整流桥的三电平Boost功率因数校正电路，如图3所示。该电路相对图2所示的电路，由于不存在整流桥，与输入电源构成的导通通路中减少了一个二极管，电路通态损耗可以减小，系统效率可以有一定程度的提高。值得注意的是，该电路虽然不需要不控整流桥，但是仍然需要两个输入整流二极管。就通态损耗方面而言，该电路为减少系统通态损耗提供了一种思路，并且也可以看出三电平的Boost功率因数校正电路在这方面仍然存在改进的空间。

发明内容

本发明提出了一种运用逆阻IGBT的Boost倍压功率因数校正电路，逆阻IGBT的运用简化了电路结构，不需要输入整流二极管，使电路具有低通态损耗的优点，而双输入电感的使用优化了电路的EMC性能。

一种运用逆阻IGBT的Boost倍压功率因数校正电路，包括：

两个Boost PFC电感(第一输入电感L₁、第二输入电感L₂)，均与输入电源V_s的同一端相连接；

两个开关管(第一开关管S₁、第二开关管S₂)，分别将两个电感的另一端连接到输入电源V_s未直接连电感的另一端，从而分别形成充电回路；

两个输出整流二极管(第一输出整流二极管D₁、第二输出整流二极管D₂)，分别将第一输入电感L₁、第二输入电感L₂连接到两个输出滤波电容(第一输出滤波电容C₁、第二输出滤波电容C₂)；输出滤波电容可分别连接负载(第一负载R₁、第一负载R₁)。

所述的开关管(第一开关管S₁、第二开关管S₂)使用的是具有反向电压阻断能力的逆阻IGBT；输入电感为两个，分别为第一输入电感L₁、第二输入电感L₂，均与电源的同一端相连接。

所述的第一开关管S₁、第一输出整流二极管D₁与第一输入电感L₁仅在正半个工频周期工作，第二开关管S₂、第二输出整流二极管D₂与第二输入电感L₂仅在负半个工频周期工作，两部分电路交替工作，实现功率因数校正。