[实用新型]一种电容隔离谐振式功率因数校正变换器

说明书

本实用新型公开一种电容隔离谐振式功率因数校正变换器，包括前级整流桥，储能电感L₁，功率开关管Q₁，两个快恢复二极管D₁、D₂，谐振电容C_r，谐振电感L_r，输出储能电容C_o，分压电阻R₁，采样电阻R₂、负载R_o和控制回路；在传统Boost PFC变换器拓扑的基础上，通过引入隔离电容，构成了一种新型电容隔离谐振式Boost PFC变换器减小了输入侧到输出侧的漏电流，实现了输入端与输出端的电隔离，提高了电源系统的安全性能。

技术领域

本实用新型涉及电力电子技术领域，具体为一种电容隔离谐振式功率因数校正变换器。

背景技术

为了减小电力电子装置对电网的谐波污染，接入电网的开关变换器需采用功率因数校正技术。传统的Boost PFC变换器的输入端与输出端未隔离，为了解决电源系统的安全问题，通常需要后级级联变压器隔离的DC-DC变换器，因此电源系统的体积大，成本高。

传统Boost PFC变换器因其结构简单、控制策略容易实现等优点，在工业界得到了广泛的应用。然而，传统Boost PFC变换器也存在明显的缺点：输出电压始终大于或等于输入电压峰值。即使控制器不工作时，输出电压也等于输入电压的峰值，这给电源系统带来了极大的安全隐患。因此通常需要后级DC-DC变换器采用变压器隔离的方式解决这个安全问题，增加了系统的体积与成本。

图1为常用的Boost型两级PFC变换器拓扑图。其前级采用Boost型PFC变换器，其对电流整形的基本原理为：Boost电路的输出电压v_b和基准电压V_ref比较后，输入至电压比较器VA。整流桥输出电压和VA输出的电压信号共同加到乘法器M的输入端。乘法器M的输出作为电流反馈控制的基准信号，与开关电流i_s比较后，经电流比较器CA加到PWM发生器，控制开关管的通断，从而使输入电流的波形与整流桥输出电压一致，进而抑制电流谐波，提高电路的输入功率因数。但由于拓扑的输入与输出未隔离，安全性能得不到保障，需要后级DC-DC变换器解决隔离的问题。

图2为反激隔离式单级PFC变换器电路拓扑图。其具有控制简单，成本相对较低等优点。反激隔离式单级PFC变换器中电感电流在一个开关周期中的工作波形如图3所示。DT_s期间开关管S导通，电感L₁的电流在输入电压的作用下线性上升，ΔDT_s期间，开关管关断，电感L₁的电流在母线电压与输入电压的作用下线性下降。

反激隔离式单级PFC变换器通过控制开关的通断，可实现对输出的升降压调节。其简单特点使其广泛应用于小功率的家用电器，小功率开关电源，充电电源和计算机电源等场合。但由于变换器采用变压器隔离，存在效率低，体积大等问题，无法应用于对效率和体积要求较高的场合。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种能够减小输入侧到输出侧的漏电流，实现输入端与输出端的电隔离，提高电源系统的安全性能的电容隔离谐振式功率因数校正变换器。技术方案如下：