CN104578750B - 一种补偿型电源 - Google Patents

一种补偿型电源 Download PDF

Info

Publication number
CN104578750B
CN104578750B CN201510051636.3A CN201510051636A CN104578750B CN 104578750 B CN104578750 B CN 104578750B CN 201510051636 A CN201510051636 A CN 201510051636A CN 104578750 B CN104578750 B CN 104578750B
Authority
CN
China
Prior art keywords
offset
winding
power supply
node
input
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201510051636.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104578750A (zh
Inventor
董振隆
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Chuang Sifang Electronic Group Co., Ltd
Original Assignee
董振隆
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 董振隆 filed Critical 董振隆
Priority to CN201510051636.3A priority Critical patent/CN104578750B/zh
Publication of CN104578750A publication Critical patent/CN104578750A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104578750B publication Critical patent/CN104578750B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/42Circuits or arrangements for compensating for or adjusting power factor in converters or inverters
    • H02M1/4208Arrangements for improving power factor of AC input
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/42Circuits or arrangements for compensating for or adjusting power factor in converters or inverters
    • H02M1/4208Arrangements for improving power factor of AC input
    • H02M1/4216Arrangements for improving power factor of AC input operating from a three-phase input voltage
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/42Circuits or arrangements for compensating for or adjusting power factor in converters or inverters
    • H02M1/4208Arrangements for improving power factor of AC input
    • H02M1/4258Arrangements for improving power factor of AC input using a single converter stage both for correction of AC input power factor and generation of a regulated and galvanically isolated DC output voltage
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes

Abstract

本发明公开了一种补偿型电源,其交流输入与输出共N[NEUTRAL]线,节能、环保、低成本.它包括输入滤波电路1、自耦变压器2、补偿电路3、控制电路4.补偿电路3的输出与自耦变压器2的输出串接,叠加到额定值供给负载,因此,控制补偿电路3的输出电流相位,就可以控制本补偿型电源的输入功率因数.补偿电路3采用新型串联结构型式,它的变换输出级3‑2无电流死区地完成与电网的能量交换,这既大部分或全部省去二极管整流功耗,又省去输入功率因数校正电路的成本和功耗,而却能得到了高输入功率因数;补偿电路3的输入、输出电压都很低,因而可以选用低压、低功耗的开关器件,并且只有一次高频变换,这也都是低成本、节能的重要因素。

Description

一种补偿型电源
技术领域
本发明涉及电源技术领域,具体地说是一种补偿型电源,它具有三端口结构,其交流输出与交流输入共中性线[NEUTRAL]N。
背景技术
能效、环保,低成本一直是电源领域的三个技术焦点。我国3C及相关国际规范,对绝大多数用电设备的电源输入功率因数和能效都有严格要求.然而,现在市场上流行的各种电源,为了满足环保的要求,不得不在输入端加入各种不同的功率因数校正电路,但这却都损失了能效指标,同时也增加了成本、体积、重量。现在市场上流行的串、并联结构电源,其补偿电路本身仍然存在上述问题。
发明内容
本发明公开了一种补偿型电源,属串联拓扑结构,输出电压是由补偿电路3的输出电压与自耦变压器2的绕组Tin1与绕组Tin2的节点抽头抽头B1电压的叠加值构成的,适当地选择自耦变压器2的抽头B1输出电压与市电输入电压的比值,可以使效率大幅提高;控制补偿电路3的输出电流相位,就可以控制本补偿型电源的输入功率因数。另外,补偿电路3采用全新的串联结构型式,其变换输出级3-2无电流死区地完成与电网的能量交换,这既大部分或全部省去整流二极管D1、D2的整流功耗,又省去输入功率因数校正电路的成本和功耗,,而却能得到高输入功率因数。补偿电路3的输入电压、输出电压都很低,因而可以选用低压、低能耗的开关器件,而且只有一级高频变换,这些也都是低成本、节能的重要因素。
本发明采用如下技术方案解决上述技术问题:
本发明采用三端口结构,一种补偿型电源的市电输入与输出共中性线[NEUTRAL]N,输入正弦波电压与输出正弦波电压同频率.补偿电路3对电网无输入电流死区,控制补偿电路3的输出电流相位,就可以控制本补偿型电源的输入功率因数,所以本补偿型电源在不额外增加能耗、成本的前提下,可以满足我国3C及相关国际规范对输入功率因数及能效的要求,补偿电路3运行在很低电压环境中,因此可选用低能耗、低成本器件。
以下结合附图加以说明。
附图说明
图1为本发明一种补偿型电源框图;
图2为本发明的一种实施例框图;
附图中,各标号所代表的部件列表如下:
1为输入滤波电路,2为自耦变压器,3为补偿电路,4为控制电路.Tin1、Tin2、Tin3为自耦变压器2的三个绕组,3-1为整流储能电路,3-2为变换输出电路,H2、B1为自耦变压器2的两个中间抽头,C为自耦变压器2的绕组Tin3的单独对外引出线,N2为自耦变压器2的绕组Tin1的单独对外引出线,H、N为市电输入,H′、N为本补偿型电源的输出.T1、T2为电流测试点。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述所举实例只用于解释本发明,并非用于限定本发明的范围。
如图1所示,本发明一种补偿型电源框图:
它包括输入滤波电路1、自耦变压器2、补偿电路3、控制电路4。补偿电路3采用新型串联结构型式,初加电,整流储能电路3-1的储能电容C1、C2被充电.在正半周,自耦变压器2的绕组Tin3的单独对外引出线C点电压,与储能电容C1上的直流电压叠加后,加到变换输出电路3-2的高频开关管Q1的漏极,当高频开关管Q1导通时,便从市电吸取电流,经滤波电感Lo′、Lo加给负载,此时,储能电容C1放电,当高频开关管Q1截止时,滤波电感Lo′、Lo的续流电流便经过高频开关管Q2的体内并联二极管,为储能电容C2充电,因此可以大部分或全部取代整流二极管的整流功能.在正半周,当高频开关管Q2导通时,可以将负载端过多的能量经储能电容C2回馈给电网,此时,储能电容C2放电,当高频开关管Q2截止时,滤波电感Lo′、Lo的续流又给储能电容C1充电,负半周与此类同.这种与电网的能量交换是没有死区的,因此,就可以完成功率因数校正功能,而却省去了功率因数校正电路的成本和能耗。
补偿电路3的输入、输出电压都很低,因而可以选用低压、低能耗的开关器件,而且只有一级高频变换,这些也都是低成本、节能的重要因素.
图2为本发明的一种实施例框图;
图2中,将电容C3省去,补偿电路3的变换输出级3-2的同芯两个滤波电感Lo、Lo′中,Lo′取0匝.C4与Co串联的等效电容,并联在自耦变压器2的电网入端H1、N1上,使自耦变压器2的输入特性接近阻性,借以简化控制补偿电路3的输出电流相位,保证本补偿型电源高的输入功率因数。
图2为本发明的一种实施例框图;
图2中,将电容C3省去,补偿电路3的变换输出级3-2的同芯两个滤波电感Lo、Lo′中,Lo′取0匝.C4与Co串联的等效电容,并联在自耦变压器2的电网入端H1、N1上,使自耦变压器2的输入特性接近阻性,借以简化控制补偿电路3的输出电流相位,保证本补偿型电源高的输入功率因数。

Claims (6)

1.一种补偿型电源,其特征在于:
属串联拓扑结构,它包括输入滤波电路1、自耦变压器2、补偿电路3、控制电路4,自耦变压器2有三个绕组,分别为Tin1、Tin2、Tin3,绕组Tin1与绕组Tin2的节点抽头为B1,绕组Tin2与绕组Tin3的节点抽头为H2,绕组Tin1的单独对外引出线N2接经过输入滤波电路1滤波的市电的中性线[NEUTRAL]N1线,绕组Tin2与绕组Tin3的节点抽头H2接经过输入滤波电路1滤波的市电火线【HOT】H1;自耦变压器2将经过输入滤波电路1滤波的市电电压变换后,加给补偿电路3,补偿电路3包括由整流二极管D1、D2及储能电容C1、C2组成的整流储能电路3-1和由高频开关管Q1、Q2、Q3、Q4及输出滤波电路的同芯电感Lo、Lo′、滤波电容Co′组成的变换输出电路3-2;整流二极管D1的正极与整流二极管D2的负极节点B2,接自耦变压器2的绕组Tin1与绕组Tin2的节点抽头B1点,储能电容C1的负极与储能电容C2的正极节点A接自耦变压器2的绕组Tin3的单独对外引出线C,储能电容C1的正极与整流二极管D1的负极节点V+接高频开关管Q1漏极,储能电容C2的负极与整流二极管D2的正极节点V-接高频开关管Q2源极,高频开关管Q1源极与高频开关管Q2的漏极节点,接输出滤波电感Lo′的输入端,输出滤波电感Lo′的输出端接与其同芯的滤波电感Lo的输入端及高频开关管Q3的漏极,滤波电感Lo的输出端与滤波电容Co′的一端的节点接本补偿型电源的火线输出端H′,滤波电容Co′的另一端与高频开关管Q4的漏极的节点,接自耦变压器2的绕组Tin1与绕组Tin2的节点抽头B1,高频开关管Q3的源极接高频开关管Q4的源极;一种补偿型电源交流输入与交流输出共中性线[NEUTRAL]N线。
2.根据权利要求1所述的一种补偿型电源,其特征还在于:
补偿电路3的高频开关管Q3、Q4是互为反向串接的,与串接顺序无关,高频开关管Q1、Q2、Q3、Q4为MOSFET,或IGBT可控高频开关器件。
3.根据权利要求1所述的一种补偿型电源,其特征还在于:
电容C3的一端与电容C4的一端的节点接本补偿型电源的火线输出端H′,电容C3的另一端接自耦变压器2的绕组Tin3的单独对外引出线C,电容C4的另一端接经过输入滤波电路1滤波的市电火线【HOT】H1;滤波电容Co垮接于本补偿型电源的火线输出端H′与中性线[NEUTRAL]N1之间。
4.根据权利要求1所述的一种补偿型电源,其特征还在于:
控制电路4的输入分别来自经输入滤波电路1滤波的市电火线【HOT】H1、经输入滤波电路1滤波的市电中性线[NEUTRAL]N1、自耦变压器2的绕组Tin1与绕组Tin2的节点抽头B1、本补偿型电源的火线输出端H’,以及储能电容C1的正极与整流二极管D1的负极节点V+、储能电容C2的负极与整流二极管D2的正极节点V-;控制电路4的输出线分别接于变换输出级3-2的高频开关管Q1、Q2、Q3、Q4的栅极。
5.根据权利要求1所述的一种补偿型电源,其特征还在于:
一种补偿型电源的输出电压是由补偿电路3的输出电压与自耦变压器2的绕组Tin1与绕组Tin2的节点抽头B1的电压的串接叠加构成的,因此,控制补偿电路3的输出电流相位,就可以控制本补偿型电源的输入功率因数。
6.根据权利要求1所述的一种补偿型电源,其特征还在于:
一种补偿型电源,适用于单相交流电系统,也适用于三相交流电系统。
CN201510051636.3A 2015-02-02 2015-02-02 一种补偿型电源 Active CN104578750B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510051636.3A CN104578750B (zh) 2015-02-02 2015-02-02 一种补偿型电源

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510051636.3A CN104578750B (zh) 2015-02-02 2015-02-02 一种补偿型电源

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104578750A CN104578750A (zh) 2015-04-29
CN104578750B true CN104578750B (zh) 2017-12-19

Family

ID=53094149

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510051636.3A Active CN104578750B (zh) 2015-02-02 2015-02-02 一种补偿型电源

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104578750B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106159965B (zh) * 2015-06-08 2020-06-05 董振隆 一种最简型补偿电源
CN107707127A (zh) * 2017-10-31 2018-02-16 董振隆 一种双变换补偿型稳压电源
CN109728716A (zh) * 2017-10-31 2019-05-07 福建创四方电源有限公司 一种改进补偿型稳压电源
CN109634341B (zh) * 2018-12-27 2020-06-05 董振隆 一种具有双向apfc的补偿型稳压电源

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2699616Y (zh) * 2004-01-09 2005-05-11 南宁欧顶电气有限责任公司 三相智能照明调控装置
CN203414873U (zh) * 2013-08-31 2014-01-29 浙江弘乐电气有限公司 一种数显继电器式稳压器
CN103944404A (zh) * 2013-01-18 2014-07-23 龚秋声 一种补偿式斩控调压交流稳压电源
CN104300800A (zh) * 2014-06-05 2015-01-21 董振隆 一种移相电源

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201813164U (zh) * 2010-09-17 2011-04-27 重庆荣凯川仪仪表有限公司 一种抗干扰ups装置
US8982595B2 (en) * 2013-02-06 2015-03-17 Rohollah Abdollahi T-connected autotransformer-based 40-pulse AC-DC converter for power quality improvement
CN203617900U (zh) * 2013-11-29 2014-05-28 深圳市虹远通信有限责任公司 三相功率因数校正装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2699616Y (zh) * 2004-01-09 2005-05-11 南宁欧顶电气有限责任公司 三相智能照明调控装置
CN103944404A (zh) * 2013-01-18 2014-07-23 龚秋声 一种补偿式斩控调压交流稳压电源
CN203414873U (zh) * 2013-08-31 2014-01-29 浙江弘乐电气有限公司 一种数显继电器式稳压器
CN104300800A (zh) * 2014-06-05 2015-01-21 董振隆 一种移相电源

Also Published As

Publication number Publication date
CN104578750A (zh) 2015-04-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102301574B (zh) 功率因数校正转换器以及功率因数校正转换设备
CN105337503B (zh) 直流电压转换装置及适用于直流电压转换装置的箝位电路
CN205283423U (zh) 三相pfc整流电路
CN104578750B (zh) 一种补偿型电源
CN104901550B (zh) 一种基于可变电感网络的双全桥dc/dc变换器
CN106159965B (zh) 一种最简型补偿电源
CN104541443B (zh) 用于非平衡的两相dc电网的整流电路和方法
CN102291020A (zh) 交流推挽变换-单管整流的ac-dc变换器
CN204858973U (zh) 一种llc谐振变换器的隔离反馈供电电路
CN106452049A (zh) 一种组合电路及其应用的供电电路、显示器
CN105099162A (zh) 一种复合型高效功率因数校正电路
CN104967304A (zh) 一种基于无桥cuk隔离型三相功率因数校正变换器
CN109818494A (zh) 一种高增益电压型准y源直流-直流变换器
CN205646960U (zh) 一种整流充电装置
CN104300800A (zh) 一种移相电源
CN109391138A (zh) 一种补偿型稳压电源
CN204967611U (zh) 一种复合型高效功率因数校正电路
CN111884511B (zh) 一种双向dc/dc装置及变流系统
CN209105035U (zh) 一种dc-dc降压隔离电路
CN104218809B (zh) 一种集成功率因数校正和直流-直流变换的电路装置
CN202750315U (zh) 一种磁控管灯丝供电电路
CN106329939B (zh) 一种开关电源变换器
CN204835962U (zh) 一种倍压整流电路
CN105048827A (zh) 倍压整流电路
CN104993721A (zh) 三相三倍压整流电路

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20180928

Address after: 3 500 floor-1-2 workshop of No.10, No.1, No.1, No.1, of Fujian North Economic Development Zone, Jianyang District, Nanping City, Fujian Province

Patentee after: Fujian Chuang Sifang power supply Co., Ltd.

Address before: 100142 Fu Shaozhi, 122 office box office, Beijing, Beijing

Patentee before: Dong Zhenlong

TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20190819

Address after: 100015 Beijing Chaoyang District Jiuxianqiao North Road No. 10 Courtyard 201 Building C3

Patentee after: Beijing creates Sifang electronic Limited by Share Ltd

Address before: 354200 Tongyou Industrial Park, North Fujian Economic Development Zone, Jianyang District, Nanping City, Fujian Province

Patentee before: Fujian Chuang Sifang power supply Co., Ltd.

TR01 Transfer of patent right
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: 100015 Beijing Chaoyang District Jiuxianqiao North Road No. 10 Courtyard 201 Building C3

Patentee after: Beijing Chuang Sifang Electronic Group Co., Ltd

Address before: 100015 Beijing Chaoyang District Jiuxianqiao North Road No. 10 Courtyard 201 Building C3

Patentee before: BEIJING CHUANG SI FANG ELECTRONIC LIMITED BY SHARE Ltd.

CP01 Change in the name or title of a patent holder