[实用新型]一种高效率双Boost倍压PFC变换器

说明书

技术领域

本实用新型涉及AC/DC变换领域，尤其涉及一种高效率双Boost倍压功率因数校正 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电路的输入电压一般较高才能得到足够高的输出电压，如 果输入电压较低就必须要求升压电感增大，这就导致了系统的体积和损耗的增大。业内人 士就此提出了倍压BoostPFC变换器，但传统的倍压BoostPFC变换器所用开关器件过多 造成效率偏低。

为了解决上述的问题，本实用新型提出了一种高效率双Boost倍压PFC变换器。

实用新型内容

针对现有倍压BoostPFC变换器功率损耗大、效率偏低等问题，本实用新型的目 的在于一种结构简单的双Boost倍压PFC电路，能降低电路损耗，提高转换效率。

为了达到以上所述目的，本实用新型采用如下技术方案。

一种高效率双Boost倍压PFC变换器，由一个电感、两个不带反并联二极管的IGBT、 两个二极管、两个电容组成，所述电感的一端与输入交流电压源的一端连接，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、第二二极管的阴极连 接，输入交流电压源的另一端分别与第一IGBT的发射极、第二IGBT的集电极、第一电容的负 极、第二电容的正极连接，第一电容的正极、第一二极管的阴极与负载的一端连接，第二电 容的负极、第二二极管的阳极与负载的另一端连接。

进一步地，当输入交流电压源Vin在正半周时，第一IGBT管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管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、电感、第一IGBT管、第一二极 管、第一电容共同组成一个Boost电路。

进一步地，当输入交流电压源在负半周时，第二IGBT管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管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、电感、第二IGBT管、第二二极管、 第二电容共同组成另一个Boost电路。

进一步地，第一电容和第二电容参数相同而且足够大能够保证第一电容、第二电 容两端的电压稳定，负载两端的输出直流电压为第一电容两端电压和第二电容两端电压的 和。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果有：

1、传输效率高。本实用新型采用两个反并联的IGBT管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。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，在电源正负半周的电感放电回路中也只有一 个开关器件导通，损耗得到大幅度降低，整机效率得到提高。

2、电路结构简单、运行稳定。本实用新型与传统的倍压BoostPFC变换器相比，省 去了一个电感和两个二极管，而且采用无并联二极管的IGBT，电路结构简单，而且避免了2 个电感参数根据系统运行而变化造成波动，电路运行更加稳定。

3、电压增益高。本实用新型相比传统的PFC电路具有更高的电压增益。

附图说明

图1是本实用新型的一种高效率双Boost倍压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是实验得到交流侧输入交流电压与电流的波形图；

图5图5a~图5c分别是实验得到负载电压Uo、第一电容C1两端直流电压Uo1和第二 电容C2两端直流电压Uo2的波形图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述说明，但本实用新型的 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。