[实用新型]宽电压混合式PFC变换器及开关电源

说明书

本实用新型公开了一种宽电压混合式PFC变换器及开关电源，变换器包括AC输入单元，整流单元，第一输入滤波电容、第一输出滤波电容、第二输入滤波电容、第二输出滤波电容、选择开关、PFC变换单元和PFC控制单元，AC输入单元的交流输出端电连接整流单元交流输入端，整流单元的输出端接第一输入滤波电容和PFC变换单元的第一输入端，整流单元的输出端第二输入滤波电容和PFC变换单元的第二输入端。本方案通过PFC变换单元实现功率变换，选择开关根据交流电压大小而闭合与断开以适应较宽交流输入电压范围，输入电流大小基本维持不变，其中，选择开关闭合时，PFC变换单元工作于无桥整流模式，从而可以提高整体转换效率；功率器件要求低，降低生产成本。

技术领域

本实用新型涉及功率拓扑结构领域，更具体地说是一种宽电压混合式 PFC变换器及开关电源。

背景技术

电力电子装置、开关电源广泛应用于各种消费电子和工业设备中，如充电器、电源适配器、LED驱动器、工控电源、充电桩模块、5G通信电源等，超过规定功率时需具有功率因数校正(PFC)功能。功率变换器是电力电子装置、开关电源的核心组成部份，一般广泛使用两级AC/DC级联结构：前级PFC变换器，用于调节输入功率因数并实现输入与输出能量平衡；以及后级 DC/DC变换器，用于调整输出电压并降低输出纹波电压或电流。两级AC/DC 变换器中，前级PFC变换器一般使用升压变换器(Boost)；后级DC/DC变换器既可使用隔离型，也可使用非隔离拓扑结构。现有的前级PFC变换器如图 1所示，其中，Lf、Cf为输入EMI滤波电感和滤波电容，D1、D2、D3、D4为输入整流桥二极管，Cin为输入滤波电容，Cb为直流母线电容，以平衡输入与输出能量并用作滤波，Co为输出滤电容，RL为直流输出负载，Boost变换器包括第一功率开关管Q1及第一其体二极管DQ1、第一滤波电感L1、第一整流二极管D5。升压Boost PFC变换器基本工作原理为：Q1开通时L1储能，Co 提供能量给RL；Q1关断时L1放电提供能量给Co和RL。

为了能够长时间可靠运行，开关电源必须适应较宽交流电网电压(AC) 变化范围。但工业用电存在较大电压波动，全球电网制式和电压等级也不相同，导致交流电压范围为85-305Vac工作于这样极宽电压范围，Boost变换器存在较严重问题：一方面功率器件需要更大电压、电流和功率等级，导致元器件成本急剧上升；另一方面由于直流母线电压基本固定，交流低压输入时功率器件电流应力高达两倍以上，不可避免产生更多功耗，从而降低整体转换效率。工业界也尝试使用其他类型变换器，如降压变换器 (Buck)、升降压变换器(Buck-Boost)、反激变换器(Flyback)等，但用于PFC时又存在功率因数(PF)较低、电流谐波(THD)较大、转换效率较低、功率容量受限等缺陷。

因此，电力电子、开关电源行业需要一种新的PFC变换器。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本实用新型的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种宽电压混合式 PFC变换器及开关电源。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

第一方面，本实用新型提出一种宽电压混合式PFC变换器，包括AC输入单元，整流单元，第一输入滤波电容、第一输出滤波电容、第二输入滤波电容、第二输出滤波电容、选择开关、PFC变换单元和PFC控制单元；