[发明专利]一种共模抑制双Boost无桥PFC变换器

说明书

技术领域

本发明涉及AC/DC变换领域，尤其涉及一种共模抑制双Boost无桥功率因数校正电路。

背景技术

目前大量的使用桥式不控整流不仅给电网造成了严重的谐波污染，而且交流侧功率因数的偏低也造成了电能的浪费。功率因数校正技术能够实现交流侧电流跟踪交流侧电压，可以提高交流侧的功率因数。

传统的Boost型PFC电路由于整流桥的存在造成整机的效率偏低。为了提高转换效率，PFC已经从传统的有桥PFC发展到无桥PFC。但目前广泛研究的无桥PFC电路通常共模干扰比较大，而且效率也不是非常高。

为了解决上述的问题，本发明提出了一种共模抑制双Boost无桥PFC变换器。

发明内容

针对现有PFC电路功率损耗大、效率偏低及现有无桥PFC电路共模干扰大等问题，本发明的目的在于一种共模抑制双Boost无桥PFC变换器，能降低电路损耗，抑制共模干扰。

为了达到以上所述目的，本发明采用如下技术方案。

一种共模抑制双Boost无桥PFC变换器，由两个电感、两个不带反并联二极管的IGBT、四个二极管、三个电容组成：第一电感的一端分别与输入交流电压源的一端、第一电容的一端连接，第一电感的另一端分别与第一IGBT的集电极、第二IGBT的发射极、第一二极管的阳极、第三二极管的阴极连接；第二电感的一端分别与输入交流电压源的另一端、第二电容的一端连接，第二电感的另一端分别与第一IGBT的发射极、第二IGBT的集电极、第二二极管的阳极、第四二极管的阴极连接；第三电容的正极分别与第一二极管的阴极、第二二极管的阴极、负载的一端连接，第三电容的负极分别与第三二极管的阳极、第四二极管的阳极、第一电容的另一端、第二电容的另一端、负载的另一端连接。

本发明采用不带反并联二极管的IGBT，可以进一步减少损耗。第一电容和第二电容均为无极性电容，用于消除电路的共模干扰，并不影响电路的结构。输入交流电压源的两侧与功率地之间分别增加第一电容和第二电容，第一电容和第二电容在功率地与输入交流电压源之间增加了一路高频电路通道，消弱了共模干扰。第三电容为有极性电容且足够大，能够稳定第三电容两端的直流电压，输出直流电压等于第三电容两端的直流电压。

当输入交流电压源在正半周时，第一IGBT的集电极和发射极之间承受正向电压，通过给定栅极信号可以控制它的导通和关断，而第二IGBT的集电极和发射极之间承受反向电压而关断；当工作在交流正半周期时，交流电压源、第一电感、第二电感、第一IGBT、第一二极管和第四二极管、第三电容共同组成一个Boost电路。

当输入交流电压源在负半周时，第二IGBT的集电极和发射极之间承受正向电压，通过给定栅极信号可以控制它的导通和关断，而第一IGBT的集电极和发射极之间承受反向电压而关断；当工作在交流负半周期时，交流电压源、第一电感、第二电感、第二IGBT、第二二极管和第三二极管、电容共同组成另一个Boost电路。

与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：

1、电路结构简单

本发明采用两个不带反并联二极管的IGBT分别工作在输入交流电压源的正负半周，每个半周可以视为一个Boost电路。

2、损耗低、效率高

本发明采用不带反并联二极管的IGBT，在电感充电回路中只有一个开关器件导通，省去了整流桥等，都降低或减少了损耗，提升了整机传输效率。

3、共模干扰抑制效果好

本发明与传统的无桥BoostPFC电路相比，在输入交流电压源的两侧与功率地之间分别增加一个电容，使功率地与输入电源之间增加了一路高频电路通道，消弱了共模干扰。

附图说明

图1是本发明的一种共模抑制双Boost无桥PFC变换器结构图；

图2a、图2b分别是图1所示电路在输入交流电压正半周时第一IGBT管开通和关断时的工作示意图；

图3a、图3b分别是图1所示电路在输入交流电压负半周时第二IGBT管开通和关断时的工作示意图；

图4是仿真得到交流侧输入交流电压与电流的波形图；

图5是仿真得到直流侧输出直流电压的波形图。

具体实施方式

以下结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述说明，但本发明的实施方式不限于此。需指出的是，以下若有未特别详细说明之过程或参数，均是本领域技术人员可参照现有技术实现的。