[实用新型]一种二次型Buck功率因数校正变换器

说明书

技术领域

本实用新型涉及电力控制设备，尤其是一种二次型Buck功率因数校正变换器及其装置。

背景技术

近年来，电力电子技术迅速发展，作为电力电子领域重要组成部分的电源技术逐渐成为应用和研究的热点。开关电源以其效率高、功率密度高而确立了其在电源领域中的主流地位，但其通过整流器接入电网时会存在一个致命的弱点：功率因数较低(一般仅为0.45～0.75),且在电网中会产生大量的电流谐波和无功功率而污染电网。抑制开关电源产生谐波的方法主要有两种：一是被动法，即采用无源滤波或有源滤波电路来旁路或消除谐波；二是主动法，即设计新一代高性能整流器，它具有输入电流为正弦波、谐波含量低以及功率因数高等特点，即具有功率因数校正功能。开关电源功率因数校正研究的重点，主要是功率因数校正电路拓扑的研究和功率因数校正控制集成电路的开发。传统的单级功率因数校正变换器的输出电压(电流)纹波大，动态响应速度慢，因此如图1所示，在传统带有功率因数校正功能的系统中，通常采用两级变换器级联的结构，第一级变换器实现功率因数校正功能，第二级变换器实现快速调节输出电压(电流)，且每一级变换器独立控制，因此传统的带有功率因数校正功能的系统中至少含有两个控制器和两个开关管，控制复杂且成本高。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种二次型Buck功率因数校正变换器装置，使之仅使用一个控制器和一个开关管，同时实现功率因数校正、快速调节输出电压(电流)、和低输出电压(电流)纹波，不使用变压器就可以实现高降压比。

本实用新型实现其实用新型目的，所采用的技术方案是为：

一种二次型Buck功率因数校正变换器，包括交流电源V_AC、整流桥D₁、LC滤波器，二极管D₂、二极管D₃、二极管D₄、二极管D₅、电感L₁、电容C₁、电感L₂、电容C₁、开关管Q₁、电容C₂、及其负载R_L，其特征在于，交流电源V_AC经过整流桥D₁整流，整流桥的输出电压与LC滤波器相连接，LC滤波器的正端接二极管D₂的阴极和电感L₁的一端，LC滤波器的负端接二极管D₃的阳极和开关管Q₁的源级，二极管D₃的阴极与二极管D₂的阳极、二极管D₄的阳极、以及电容C₁的负极相连接，电感L₁的另一端接电容C₁的正极、二极管D₅的阴极、和电感L₂的一端，二极管D₄的阴极接开关管Q₁的漏级、二极管D₅的阳极、输出电容C₂的负极、以及输出负载R_L的负端，电感L₂的另一端接输出电容C₂的正极、以及输出负载R_L的正端。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、相对于传统的两级级联有功率因数校正功能的变换器，采用本实用新型的二次型Buck功率因数校正变换器，仅仅使用一个开关管和一个控制器，降低了开关管和控制器的数量，降低了整个系统的成本，降低了整个系统的设计难度，提高了功率密度；2、相对于传统的单级功率因数校正变换器，采用本实用新型的二次型Buck功率因数校正变换器，在实现功率因数校正功能的同时，也实现了快速调节输出电压(电流)和低输出电压(电流)纹波的功能。

附图说明

图1为传统两级级联功率因数校正变换器系统结构框图。

图2为二次型Buck功率因数校正变换器电路图。

图3为本实用新型实施例一电路框图。

图4为实施例一的实验波形图。测试条件：输入电压为110V/60Hz，输出为350mA的恒流源，输出负载为LED，LED的正向电压为20V。

图5为本实用新型实施例二的电路结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体的实例并结合附图对本实用新型做进一步详细的描述。

实施例一