[发明专利]一种磁耦合型单相高增益无桥功率因数校正电路

说明书

技术领域

本发明涉及单相功率因数校正的技术领域，尤其是指一种磁耦合型单相高增益无桥功率因数校正电路。

背景技术

业内习知，为了减少对电网的谐波污染，要求功率大于75W的电力电子装置需具备功率因数校正功能。目前应用广泛的单相功率因数校正电路均由二极管整流桥加Boost、Flyback等DC/DC变换器构成，由于二极管整流桥普遍存在导通压降，降低了整机的效率。此外，传统的单相Boost功率因数校正电路的升压比受占空比所限，而单相Flyback功率因数校正电路一般工作在电流断续模式，开关管损耗大，且漏感会造成开关管的电压应力增大。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构合理可靠、性能优越、输出电压的调节范围更广、高效的磁耦合型单相高增益无桥功率因数校正电路。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种磁耦合型单相高增益无桥功率因数校正电路，包括有交流输入电源，第一电感，第一二极管，第二二极管，第一开关管及其反并联二极管，第二开关管及其反并联二极管，第一电容，第三二极管，变压器，第二电容，第四二极管，输出电容；其中，所述交流输入电源的一端与第一电感的一端连接，其另一端分别与第一开关管的源极和第二开关管的漏极连接；所述第一电感的另一端分别与第一二极管的阳极和第二二极管的阴极连接；所述第一二极管的阴极分别与第一开关管的漏极、第一电容的一端、第三二极管的阳极连接；所述第二二极管的阳极分别与第二开关管的源极、变压器原边的异名端、第二电容的一端、输出电容的一端、负载的一端连接；所述第一电容的另一端与变压器原边的同名端连接；所述变压器副边的异名端分别与第三二极管的阴极和第二电容的另一端连接；所述变压器副边的同名端与第四二极管的阳极连接；所述第四二极管的阴极分别与输出电容的另一端和负载的另一端连接；所述输出电容和负载并联。

所述第一开关管和第二开关管的驱动信号一致。

所述第一开关管和第二开关管为具有逆导特性的功率开关管。

所述第一开关管和第二开关管为带反并联二极管的功率开关管。

所述变压器原副边的匝比为1:n。

本发明与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：

1、稳态增益为可以通过提高变压器匝比，输出较高的直流电压；

2、利用开关管代替原有整流桥中的两个二极管，减少了器件的导通压降，提高了整机效率；

3、开关管承受的电压小于输出电压，电压应力低，不仅降低了电路成本，而且尤其适用于高电压输出的场合。

附图说明

图1为本发明的电路原理图。

图2为交流输入电压正半周时一个开关周期主要元件的电压电流波形图。

图3a为交流输入电压正半周时一个开关周期内电路模态图之一。

图3b为交流输入电压正半周时一个开关周期内电路模态图之二。

图3c为交流输入电压正半周时一个开关周期内电路模态图之三。

图4为交流输入电压负半周时一个开关周期主要元件的电压电流波形图。

图5a为交流输入电压负半周时一个开关周期内电路模态图之一。

图5b为交流输入电压负半周时一个开关周期内电路模态图之二。

图5c为交流输入电压负半周时一个开关周期内电路模态图之三。

图6为本发明电路和单相Flyback功率因数校正变换器的稳态增益对比图。

图7为第一电感L₁的电流I_L1的仿真波形图。

图8为输出电压V_o和第一开关管S₁的漏源极电压V_S1大小对比仿真波形图。

图9为第一电感L₁的电流I_L1和输入电压V_in的仿真波形图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。