[实用新型]高功率因数的无桥反激变换器

说明书

技术领域

本实用新型属于开关电源技术领域，涉及一种高功率因数的高效率无桥反激变换器。 

背景技术

   传统的反激变换器采用全桥整流来将输入交流转换为直流电平，如图1所示。采用这种全桥整流的缺点是每个开关周期开关管的导通回路中除开关管外还会有两个二极管同时导通，如交流输入正半周时为D1和D4导通，而在负半周时D2和D3导通，从而增加了电路的损耗。因此需要有新的拓扑结构来降低损耗以提升反激变换器的效率。一种现有的方案如图2所示，在交流输入的正半周，开关管Q1工作，而开关管Q2处于一直关断状态。而在交流输入的负半周，开关管Q2工作，而开关管Q1一直处于关断状态。在交流输入的正半周，当开关管Q1导通时，交流输入经开关管Q1和二极管D2给变压器T1存储能量，当Q1关断时，存储在变压器T1中的能量经二极管D3释放到输出；在交流输入的负半周，当开关管Q2导通时，交流输入经开关管Q2和二极管D1给变压器T2存储能量，当Q2关断时，存储在变压器T2中的能量经二极管D4释放到输出。可见，在每个开关周期内，开关管的导通回路内除了开关管只有一个二极管导通，从而降低了电路的通态损耗。然后图2所示电路需要用到两个变压器，增加了电路成本和体积。 

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供了一种新型的高功率因数的无桥反激变换器拓扑，可降低开关回路的通态损耗，提升效率，同时实现交流输入的功率因数校正，并且电路结构较简单。 

本实用新型解决技术问题所采取的技术方案为： 

本实用新型包括输入侧电路、变压器和输出侧电路。

输入侧电路包括二极管D1、二极管D2、电容Cin、开关管Q1和开关管Q2。其中，二极管D1的阳极与二极管D2的阴极相连并接到交流输入的一端和电容Cin的一端，二极管D1的阴极接变压器第一绕组W1的同名端，变压器第一绕组W1的异名端接开关管Q1的漏极，开关管Q1的源极与开关管Q2的漏极、电容Cin的一端相连并接到交流输入的另一端，开关管Q2的源极接变压器第二绕组W2的同名端，第二绕组W2的异名端接二极管D2的阳极。 

变压器为三绕组结构，包括第一绕组W1、第二绕组W2和第三绕组W3。 

输出侧电路包括二极管D3和输出电容Co。其中，二极管D3的阳极接变压器第三绕组W3的异名端，二极管D3的阴极接输出电容Co的正端，输出电容Co的负端接第三绕组W3的同名端。 

本实用新型的有益效果在于：本实用新型提出的无桥反激变换器，在每个开关周期内，在开关管的导通回路里除开关管外仅有一个二极管导通，因此与传统的全桥整流电路相比，减少了一个二极管的损耗，提升了电路的效率，尤其是在输入电压较低时效率提升比较明显；与图2所示无桥反激电路相比，本实用新型提出的电路只需要一个变压器，因此体积和成本都可以降低。此外，通过合适的控制方案，可实现功率因数校正功能。 

附图说明

图1为传统的全桥整流的反激变换器； 

图2为一种现有的无桥反激变换器；

图3为本实用新型提出的无桥反激变换器，标号名称：101.输入侧电路；102.变压器；103.输出侧电路；

图4(a)为无桥反激变换器的第一种开关模态示意图；

图4(b)为无桥反激变换器的第二种开关模态示意图；

图4(c)为无桥反激变换器的第三种开关模态示意图；

图5为本实用新型提出的无桥反激变换器的控制方案；

图6为图5所示控制方案中的主要波形；

图7为图5所示控制方案应用于本实用新型的第一实施例；

图8为图5所示控制方案应用于本实用新型的第二实施例。

具体实施方式

以下结合本实用新型框图以及具体实施例示意图，对本实用新型内容进行进一步说明。 

参照图3，本实用新型的无桥反激变换器包括：输入侧电路101、变压器102和输出侧电路103。 

输入侧电路101包括二极管D1、二极管D2、电容Cin、开关管Q1和开关管Q2。其中，二极管D1的阳极与二极管D2的阴极相连并接到Cin和交流输入的一端，二极管D1的阴极接变压器第一绕组W1的同名端，变压器第一绕组W1的异名端接开关管Q1的漏极，开关管Q1的源极与开关管Q2的漏极、电容Cin的另一端相连并接到交流输入的另一端，开关管Q2的源极接变压器第二绕组W2的同名端，第二绕组W2的异名端接二极管D2的阳极。