[发明专利]分时复用低纹波升降压PFC变换器、开关电源及升降压方法

权利要求书

1.一种分时复用低纹波升降压PFC变换器，其特征在于，包括AC输入单元、整流单元、正升降压变换单元、负升降压变换单元和中间母线电容；所述AC输入单元的交流输出端电连接所述整流单元交流输入端，所述整流单元的第一输出端接所述负升降压变换单元的输入端，所述整流单元的第二输出端接所述正升降压变换单元的输入端，所述正升降压变换单元和负升降压变换单元的输出端接负载；

所述负升降压变换单元包括第一输入滤波电容、第一输出滤波电容、第一升降压电感、第一功率开关管和第一其体二极管，所述整流单元的第一输出端接第一输入滤波电容的第一端、第一其体二极管的正极和第一功率开关管的S极，第一其体二极管的负极和第一功率开关管的D极接第一升降压电感和第一输出滤波电容的第一端；所述正升降压变换单元包括第二输入滤波电容、第二输出滤波电容、第二升降压电感、第二功率开关管和第二其体二极管，所述整流单元的第二输出端接第二输入滤波电容的第一端、第二功率开关管的D极和第二其体二极管的负极，第二功率开关管的S极和第二其体二极管的正极接第二升降压电感和第二输出滤波电容的第一端；

第一输出滤波电容和第二输出滤波电容的第一端分别接负载的正负极，所述中间母线电容的第一端接第一输出滤波电容和第二输出滤波电容的第二端，所述中间母线电容的第二端接第一升降压电感、第二升降压电感、第一输入滤波电容和第二输入滤波电容的第二端，以及所述AC输入单元的交流输出端。

2.根据权利要求1所述的分时复用低纹波升降压PFC变换器，其特征在于，所述AC输入单元包括EMI滤波电感和EMI滤波电容。

3.根据权利要求2所述的分时复用低纹波升降压PFC变换器，其特征在于，所述整流单元包括第一整流二极管和第二整流二极管，所述第一整流二极管的负极连接所述AC输入单元的交流输出端，第一整流二极管的正极连接所述第一输入滤波电容的第一端；所述第二整流二极管的正极连接所述AC输入单元的交流输出端，第二整流二极管的负极连接所述第二输入滤波电容的第一端。

4.根据权利要求2所述的分时复用低纹波升降压PFC变换器，其特征在于，所述整流单元包括4个第三整流二极管，4个所述第三整流二极管连接组成桥式整流电路，所述AC输入单元的两个交流输出端分别接所述桥式整流电路的两个交流输入端。

5.根据权利要求4所述的分时复用低纹波升降压PFC变换器，其特征在于，还包括选择开关和PFC控制单元，所述选择开关的第一端连接所述第一输入滤波电容和第二输入滤波电容的第二端，所述选择开关的第二端接所述桥式整流电路的交流输入端；所述PFC控制单元控制连接所述选择开关，用于根据交流电压控制所述选择开关的断开或闭合。

6.根据权利要求5所述的分时复用低纹波升降压PFC变换器，其特征在于，所述PFC控制单元包括电压误差放大器、比较器、PWM比较器和触发器，电压误差放大器的负极接第二输出滤波电容的第一端，电压误差放大器的正极输入电压基准信号，电压误差放大器的输出端接比较器的正极，比较器的负极接所述第一升降压电感和第二升降压电感的第一端，比较器的输出端接PWM比较器的正极，PWM比较器的负极输入准锯齿波信号，PWM比较器的输出端接触发器R端，触发器的S端接所述第一功率开关管的S极和第二功率开关管的D极。

7.根据权利要求6所述的分时复用低纹波升降压PFC变换器，其特征在于，所述选择开关为电磁类开关或电子类开关。

8.根据权利要求7所述的分时复用低纹波升降压PFC变换器，其特征在于，所述选择开关为继电器、干簧、MOSFET、IGBT和晶闸管中的一种或多种。

9.一种开关电源，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的分时复用低纹波升降压PFC变换器。

10.一种升降压方法，其特征在于，基于权利要求5所述分时复用低纹波升降压PFC变换器，包括以下步骤：

通过PFC控制单元获取交流电压值；

判断所述交流电压值是否大于预设阈值；

若所述交流电压值大于预设阈值，则通过PFC控制单元控制选择开关断开，交流电经过整流单元整流后为正升降压变换单元和负升降压变换单元同时供电，负升降压变换单元输出第一输出电压给负载，正升降压变换单元输出第二输出电压给负载，同时为负载供电；

若所述交流电压值大于预设阈值，则通过PFC控制单元控制选择开关闭合，则通过PFC控制单元控制选择开关闭合，在交流电正弦波正半周过程中，交流电经过整流单元整流后为正升降压变换单元供电，正升降压变换单元输出第二输出电压给负载，为负载供电，以及，在交流电正弦波负半周过程中，交流电经过整流单元整流后为负升降压变换单元供电，负升降压变换单元输出第一输出电压给负载，为负载供电。