[实用新型]一种Z型双boost无桥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，本实用新型提出了一种Z型双boost无桥PFC变换器。

实用新型内容

针对现有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，本实用新型采用如下技术方案.

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，本实用新型具有如下优点和技术效果：

1、结构和原理简单

本实用新型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

本实用新型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

本实用新型与传统的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是本实用新型的一种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。