[发明专利]一种Z型双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Z型双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。

传统的单相BoostPFC电路由于整流桥的存在导致系统损耗大、传输效率低。为了提高转换效率，PFC已经从传统的有桥PFC发展到无桥PFC。一般的无桥BoostPFC电路中电感充电回路中一般有两个开关器件，导致多余损耗。

为了解决上述的问题，本发明提出了一种Z型双boost无桥PFC变换器。

发明内容

针对现有BoostPFC变换器功率损耗大、效率偏低等问题，本发明的目的在于一种结构简单的Z型双boost无桥PFC变换器，能降低电路损耗，提高转换效率。

为了达到以上所述目的，本发明采用如下技术方案.

一种Z型双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、一个电容组成：所述第一电感的一端分别与输入交流电压源的一端、第二IGBT的发射极、第三二极管的负极连接，第一电感的另一端分别与第一IGBT的集电极、第一二极管的正极连接；所述第二电感的一端分别与输入交流电压源的另一端、第一IGBT的发射极、第四二极管的负极连接，第二电感的另一端分别与第二IGBT的集电极、第二二极管的正极连接；所述电容的正极分别与第一二极管的负极、第二二极管的负极、负载的一端连接，电容的负极分别与第三二极管的正极、第四二极管的正极、负载的另一端连接。

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，通过给定栅极信号控制它的导通和关断，第二IGBT的集电极和发射极之间承受反向电压而关断；当工作在正半周期时，交流电压源、第一电感、第一IGBT、第一二极管、电容、第四二极管共同组成一个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，通过给定栅极信号控制它的导通和关断，第一IGBT的集电极和发射极之间承受反向电压而关断；当工作在负半周期时，交流电压源、第二电感、第二IGBT、第二二极管、电容、第三二极管共同组成另一个Boost电路。

上述电容足够大能够保证电容两端的电压稳定，负载两端的输出直流电压等于电容两端的电压。

与现有技术相比，本发明具有如下优点和技术效果：

1、结构和原理简单

本发明采用两个不带反并联二极管的IGBT（S1-S2）分别工作在输入交流电源的正负半周，每个半周可以视为一个Boost电路，结构和原理简单，容易控制。

2、损耗低

本发明采用不带反并联二极管的IGBT，电源正负半周的电感充电回路中只有一个开关器件导通，进一步降低器件损耗。

3、整机效率高

本发明与传统的BoostPFC变换器相比，省去了整流桥，减少整流桥带来的损耗，整机效率得到提高。

附图说明

图1是本发明的一种Z型双boost无桥PFC变换器结构图；

图2a、图2b分别是图1所示电路在输入电压Vin正半周时第一IGBTS1开通和关断时的工作示意图；

图3a、图3b分别是图1所示电路在输入电压Vin负半周时第二IGBTS2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。