CN106100392A - 消除工频纹波高效率高功率因素ac/dc电源电路及其供电方法与控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种消除工频纹波高效率高功率因素AC/DC电源电路及其供电方法与控制方法,包括交流电源、整流滤波电路、去工频纹波电路、DC/DC变换电路、负载,去工频纹波电路包括开关器件和能量缓冲电路,在交流电源电压小于能量缓冲电路电压时,由能量缓冲电路向负载提供能量;在交流电源电压大于能量缓冲电路电压时,由交流电源通过去工频纹波电路但不通过能量缓冲电路向负载提供能量,或由交流电源通过能量缓冲电路向负载提供能量并对能量缓冲电路充电;该电源电路去工频纹波效果好,使用较小的电容容量即可实现极低的输出工频纹波。且功率器件可工作在低频开关状态,损耗极低,几乎不影响系统效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种消除工频纹波高效率高功率因素AC/DC电源电路及其供电方法与控制方法。
背景技术
当前,包括简单的二极管整流电路,无源功率因素校正电路及有源功率因素校正电路,输出均存在较大的工频倍频纹波,不能给负载提供平稳的能量,不适用于对工频纹波有较高要求的场合,例如LED负载。现有降低或消除工频纹波的技术主要有以下几种:
一、输出侧并联大容量电容。大容量电容只能有限降低工频纹波,并不能消除工频纹波。采用大容量电容的方法不仅增加成本,还加大了启动冲击电流,降低了系统可靠性。
二、采用后级功率变换调节方案。两级方案能较好的消除输出工频纹波,但显著增加了系统的成本,并降低了效率,体积也相应增大,不适用于紧凑型应用场合。
三、输出侧串LDO方案。LDO可有效消除输出工频纹波,但由于LDO工作在线性恒流状态,损耗非常大,应用功率范围有限。
现有的技术方案要么牺牲了输入侧的PFC性能,要么以系统的效率及成本为代价。
发明内容
本发明的目的是提供一种消除工频纹波高效率高功率因素AC/DC电源电路及其供电方法与控制方法,在消除工频纹波的同时,具有高效率、高功率因素的特点,适用于各种拓扑结构的AC/DC电路,解决现有技术中存在的或牺牲了输入侧的PFC性能,或以系统的效率及成本为代价的问题。
本发明的技术解决方案是:
一种消除工频纹波高效率高功率因素AC/DC电源电路,包括:
一交流电源,提供交流电;
一整流滤波电路,将交流电源提供交流电转换为直流电;
一去工频纹波电路,包括开关器件和能量缓冲电路,在交流电源电压小于能量缓冲电路电压时,由能量缓冲电路向负载提供能量;在交流电源电压大于能量缓冲电路电压时,由交流电源通过去工频纹波电路但不通过能量缓冲电路向负载提供能量,或由交流电源通过能量缓冲电路向负载提供能量并对能量缓冲电路充电;
—DC/DC变换电路,用以将去工频纹波电路的输出电压转换为负载电路的工作电压;
一负载,与DC/DC变换电路串联,将DC/DC变换电路提供的电能转换为输出能量。
进一步地,去工频纹波电路包括正极输入端、负极输入端、开关器件M1、能量缓冲电容C1、二极管D1、二极管D2、正极输出端和负极输出端,开关器件M1的一端连接在能量缓冲电容C1与正极输入端的交汇处,开关器件M1的另一端连接在二极管D2的负极与正极输出端的交汇处,二极管D2的正极连接在能量缓冲电容C1与二极管D1的负极的交汇处,二极管D1的正极分别连接负极输入端、负极输出端,开关器件M1的控制端接控制信号。
进一步地,开关器件M1采用场效应管开关器件M1,场效应管开关器件M1的漏极连接在能量缓冲电容C1与正极输入端的交汇处,场效应管开关器件M1的源极连接在二极管D2的负极与正极输出端的交汇处,场效应管开关器件M1的栅极接控制信号。
进一步地,去工频纹波电路包括正极输入端、负极输入端、开关器件M1、能量缓冲电容C1、二极管D1、二极管D2、正极输出端和负极输出端,开关器件M1的一端连接在能量缓冲电容C1与负极输入端的交汇处,开关器件M1的另一端连接在二极管D2的正极与负极输出端的交汇处,二极管D2的负极连接在能量缓冲电容C1与二极管D1的正极的交汇处,二极管D1的负极分别连接正极输入端、正极输出端,开关器件M1的控制端接控制信号。
进一步地,开关器件M1采用场效应管开关器件M1,场效应管开关器件M1的漏极连接在二极管D2的正极与负极输出端的交汇处,场效应管开关器件M1的源极连接在能量缓冲电容C1与负极输入端的交汇处,场效应管开关器件M1的栅极接控制信号。
进一步地,采用某一大于或等于零的定值或变量为设定阈值电压,在交流电源电压大于能量缓冲电路电压时且小于能量缓冲电路电压与设定阈值电压之和时,由交流电源通过去工频纹波电路但不通过其能量缓冲电路向负载提供能量;在交流电源电压大于能量缓冲电路电压与设定阈值电压之和时,由交流电源通过能量缓冲电路向负载提供能量,并对能量缓冲电路充电;设定阈值电压由控制策略及电路结构确定。
进一步地,DC/DC变换电路采用BUCK变换器、BOOST变换器、BUCK-BOOST变换器或FLYBACK变换器。
进一步地,DC/DC变换电路采用开关电源电路或线性恒流电路。
一种权利要求上述任一项所述消除工频纹波高效率高功率因素AC/DC电源电路的供电方法,包括:
在交流电源电压小于能量缓冲电路电压时,交流电源不向负载供电,由去工频纹波电路能量缓冲电路通过DC/DC变换电路向负载提供能量,去工频纹波电路能量缓冲电路放电;
在交流电源电压大于或等于能量缓冲电路电压时,交流电源通过去工频纹波电路但不通过其能量缓冲电路,并通过DC/DC变换电路向负载提供能量;
或,在交流电源电压大于或等于能量缓冲电路电压时,交流电源通过去工频纹波电路包括能量缓冲电路及DC/DC变换电路向负载提供能量,同时向去工频纹波电路的能量缓冲电路提供能量,去工频纹波电路能量缓冲电路充电。
进一步地,采用某一大于或等于零的定值或变量为设定阈值电压,设定阈值电压由控制策略及电路结构确定:
在交流电源电压大于或等于能量缓冲电路电压时且小于能量缓冲电路电压与设定阈值电压之和时,交流电源通过去工频纹波电路但不通过其能量缓冲电路,并通过DC/DC变换电路向负载提供能量;
在交流电源电压大于或等于能量缓冲电路电压与设定阈值电压之和时,交流电源通过去工频纹波电路包括能量缓冲电路及DC/DC变换电路向负载提供能量,同时向去工频纹波电路的能量缓冲电路提供能量,去工频纹波电路能量缓冲电路充电。
一种上述任一项消除工频纹波高效率高功率因素AC/DC电源电路的控制方法,包括:
在交流电源电压小于能量缓冲电路电压时,控制开关器件M1导通,二极管D1导通,二极管D2关断,由能量缓冲电路通过开关器件、DC/DC变换电路向负载提供能量;能量缓冲电路放电。
在交流电源电压大于或等于能量缓冲电路电压时,控制开关器件M1导通,二极管D1关断,二极管D2关断,由交流电源通过开关器件、DC/DC变换电路向负载提供能量;
或,在交流电源电压大于或等于能量缓冲电路电压时,控制开关器件M1关断,二极管D1关断,二极管D2导通,由交流电源通过能量缓冲电路、开关器件、DC/DC变换电路向负载提供能量,对能量缓冲电路充电。
进一步地,采用某一大于或等于零的定值或变量为设定阈值电压,设定阈值电压由控制策略及电路结构确定:
在交流电源电压大于或等于能量缓冲电路电压时且小于能量缓冲电路电压与设定阈值电压之和时,控制开关器件M1导通,二极管D1关断,二极管D2关断,由交流电源通过开关器件、DC/DC变换电路向负载提供能量;
在交流电源电压大于或等于能量缓冲电路电压与设定阈值电压之和时,控制开关器件M1关断,二极管D1关断,二极管D2导通,由交流电源通过能量缓冲电路、开关器件、DC/DC变换电路向负载提供能量,对能量缓冲电路充电。
本发明的有益效果是:
一、该种消除工频纹波高效率高功率因素AC/DC电源电路及其供电方法与控制方法,去工频纹波效果好,使用较小的电容容量即可实现极低的输出工频纹波。
二、该种消除工频纹波高效率高功率因素AC/DC电源电路及其供电方法与控制方法,去工频纹波电路元器件少,控制简单灵活,成本低廉
三、本发明中功率器件可工作在低频开关状态,损耗极低,几乎不影响系统效率。
四、本发明中整流桥的导通角范围大,消除输出工频纹波的同时实现输入高功率因素。
五、该种消除工频纹波高效率高功率因素AC/DC电源电路及其供电方法与控制方法,降低了后级DC/DC变换电路功率器件电压应力,大大提高了系统可靠性。
六、该种消除工频纹波高效率高功率因素AC/DC电源电路及其供电方法与控制方法,极易集成化,可单独或与后级DC/DC变换电路或是线性恒流电路集成,实现无输出工频纹波的控制驱动集成电路,例如无频闪LED控制/驱动芯片。
附图说明
图1是本发明实施例消除工频纹波高效率高功率因素AC/DC电源电路的结构框图。
图2是实施例中去工频纹波电路的连接示意图。
图3是实施例中去工频纹波电路三种供电模式的示意图。
图4是实施例中BUCK型去工频纹波电路的示意图。
图5是实施例中BOOST型去工频纹波电路的示意图。
图6是实施例中BUCK-BOOST型去工频纹波电路的示意图。
图7是实施例中FLYBACK型去工频纹波电路的示意图。
图8是实施例中BUCK型去工频纹波电路的连接示意图。
图9是实施例中BUCK型去工频纹波电路控制方案示意图。
图10是实施例中去工频纹波电路的另一种实施方案的连接示意图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。
实施例
实施例的消除工频纹波高效率高功率因素AC/DC电源电路的结构框图如图1所示。该种消除工频纹波高效率高功率因素AC/DC电源电路,包括交流电源、整流滤波电路、去工频纹波电路、DC/DC变换电路、负载。
交流电源,提供交流电;整流滤波电路,将交流电源提供交流电转换为直流电;DC/DC变换电路,用以将去工频纹波电路的输出电压转换为负载电路的工作电压,也可为线性恒流电路;负载,与DC/DC变换电路串联,将DC/DC变换电路提供的电能转换为输出能量。去工频纹波电路,去工频纹波电路,包括开关器件和能量缓冲电路,在交流电源电压小于能量缓冲电路电压时,由能量缓冲电路向负载提供能量;在交流电源电压大于能量缓冲电路电压时,由交流电源通过去工频纹波电路但不通过能量缓冲电路向负载提供能量,或由交流电源通过能量缓冲电路向负载提供能量并对能量缓冲电路充电。
该种消除工频纹波高效率高功率因素AC/DC电源电路,通过在传统AC/DC电路中加入一额外的去工频纹波电路,达到消除输出工频纹波的目的。去工频纹波电路包含一能量缓冲电路。去工频纹波电路在交流输入电压幅值较高时存储能量,在交流输入电压幅值较低时补偿输出能量,从而达到消除输出工频纹波的目的。
该种消除工频纹波高效率高功率因素AC/DC电源电路,采用某一大于或等于零的定值或变量为设定阈值电压,设定阈值电压由控制策略及电路结构确定:去工频纹波电路中,在交流电源电压小于能量缓冲电路电压时,由能量缓冲电路向负载提供能量;在交流电源电压大于能量缓冲电路电压时且小于能量缓冲电压与设定阈值电压之和时,由交流电源通过去工频纹波电路但不通过其能量缓冲电路向负载提供能量;在交流电源电压大于能量缓冲电路电压与设定阈值电压之和时,由交流电源通过能量缓冲电路通过向负载提供能量,并对能量缓冲电路充电。
图2为实施例中去工频纹波电路的一种连接示意图。去工频纹波电路包括正极输入端、负极输入端、开关器件M1、能量缓冲电容C1、二极管D1、二极管D2、正极输出端和负极输出端,开关器件M1的一端连接在能量缓冲电容C1与正极输入端的交汇处,开关器件M1的另一端连接在二极管D2的负极与正极输出端的交汇处,二极管D2的正极连接在能量缓冲电容C1与二极管D1的负极的交汇处,二极管D1的正极分别连接负极输入端、负极输出端,开关器件M1的控制端接控制信号。
开关器件M1采用场效应管开关器件M1,场效应管开关器件M1的漏极连接在能量缓冲电容C1与正极输入端的交汇处,场效应管开关器件M1的源极连接在二极管D2的负极与正极输出端的交汇处,场效应管开关器件M1的栅极接控制信号。
图10为实施例中去工频纹波电路的另一种连接示意图。工频纹波电路包括正极输入端、负极输入端、开关器件M1、能量缓冲电容C1、二极管D1、二极管D2、正极输出端和负极输出端,开关器件M1的一端连接在能量缓冲电容C1与负极输入端的交汇处,开关器件M1的另一端连接在二极管D2的正极与负极输出端的交汇处,二极管D2的负极连接在能量缓冲电容C1与二极管D1的正极的交汇处,二极管D1的负极分别连接正极输入端、正极输出端,开关器件M1的控制端接控制信号。
开关器件M1采用场效应管开关器件M1,场效应管开关器件M1的漏极连接在二极管D2的正极与负极输出端的交汇处,场效应管开关器件M1的源极连接在能量缓冲电容C1与负极输入端的交汇处,场效应管开关器件M1的栅极接控制信号。
实施例的一种消除输出工频纹波电路对AC/DC电路中各个功率单元的具体拓扑结构无依赖性,包括整流滤波电路,DC/DC变换电路及负载均可根据实际应用灵活地选择各种电路形式。DC/DC变换电路可以是非隔离的,也可以是隔离的;可以是传统的开关电源电路,也可以是线性恒流电路。输出可以是电压控制,也可以是电流控制。包括各种PFC控制策略、电流控制策略或电压控制策略等技术都可能得到应用。功率等级没有限制,不仅适用于LED驱动这样的小功率应用,也适用于其他功率等级的AC/DC电路。
一种上述消除工频纹波高效率高功率因素AC/DC电源电路的供电方法,采用某一大于或等于零的定值或变量为设定阈值电压,设定阈值电压由控制策略及电路结构确定:
在交流电源电压小于能量缓冲电路电压时,交流电源不向负载供电,由去工频纹波电路能量缓冲电路通过DC/DC变换电路向负载提供能量,去工频纹波电路能量缓冲电路放电;
在交流电源电压大于或等于能量缓冲电路电压时且小于能量缓冲电路电压与设定阈值电压之和时,交流电源通过去工频纹波电路但不通过其能量缓冲电路,并通过DC/DC变换电路向负载提供能量;
在交流电源电压大于或等于能量缓冲电路电压与设定阈值电压之和时,交流电源通过去工频纹波电路包括能量缓冲电路及DC/DC变换电路向负载提供能量,同时向去工频纹波电路的能量缓冲电路提供能量,去工频纹波电路能量缓冲电路充电。
图2为去工频纹波电路一具体实施方案。图10为去工频纹波的另一种实施方案,其工作原理与控制策略完全等效于图2所示方案,只是电路具体连接方式不同。下面以图2所示去工频纹波电路为例对其进行具体分析。V_C1为能量缓冲电容C1两端的电压。此实施方案中,能量缓冲电容C1为去工频纹波电路能量缓冲电路。开关器件M1为可控开关器件。
图2所示去工频纹波电路三种供电模式描述如下:
(1)可控开关器件M1关断,二极管D1关断,由交流电源通过能量缓冲电容C1、二极管D2及DC/DC变换电路向负载提供能量,能量缓冲电容C1充电。如图3(c)所示。
(2)可控开关器件M1导通,交流输入电压幅值高于V_C1时,二极管D1、二极管D2均不导通,由交流电源通过开关器件M1及DC/DC变换电路向负载提供能量。能量缓冲电容C1电压不变。如图3(a)所示。这种供电模式根据不同的控制策略可选择。
(3)可控开关器件M1导通,交流输入电压幅值低于V_C1时,二极管D1导通,二极管D2关断,整流桥不工作,由能量缓冲电容C1通过开关器件M1及DC/DC变换电路向负载提供能量,能量缓冲电容C1放电。如图3(b)所示。
图2所示的去工频纹波电路适用于各种拓扑结构的AC/DC电路以及线性恒流电路。较常规的如图4所示的降压式变换BUCK型去工频纹波电路,图5所示的开关直流升压BOOST型去工频纹波电路,图6所示的升降压式BUCK-BOOST型去工频纹波电路,图7所示的返驰式FLYBACK型去工频纹波电路,等等,这里不一一列举。
一种上述消除工频纹波高效率高功率因素AC/DC电源电路的控制方法,包括:
在交流电源电压小于能量缓冲电路电压时,控制开关器件M1导通,二极管D1导通,二极管D2关断,由能量缓冲电路通过开关器件、DC/DC变换电路向负载提供能量;能量缓冲电路放电。
在交流电源电压大于或等于能量缓冲电路电压时且小于能量缓冲电路电压与设定阈值电压之和时,控制开关器件M1导通,二极管D1关断,二极管D2关断,由交流电源通过开关器件、DC/DC变换电路向负载提供能量;
在交流电源电压大于或等于能量缓冲电路电压于设定阈值电压时,控制开关器件M1关断,二极管D1关断,二极管D2导通,由交流电源通过能量缓冲电路、开关器件、DC/DC变换电路向负载提供能量,对能量缓冲电路充电。
设定阈值电压为某一大于或等于零的定值或变量,由控制策略及电路结构确定。
下面以BUCK型电路为例,讲述该去工频纹波电路的工作原理及控制思想。
图8为BUCK型去工频纹波电路实施方案。图9为BUCK型去工频纹波电路的一种控制方案,其中BUCK电路可采用现有的任一种电压或电流控制方案、PFC或非PFC控制策略。
此种控制方案下,去工频纹波电路的工作原理描述如下,无特别说明下,Vac均指交流输入电压的幅值:
【t0】0°,Vac<V_C1,开关器件M1导通,二极管D1导通,二极管D2关断,能量缓冲电容C1通过开关器件M1及DC/DC变换电路向输出提供能量,能量缓冲电容C1放电。
【t0-t1】Vac<V_C1,开关器件M1导通,二极管D1导通,二极管D2关断,能量缓冲电容C1继续通过开关器件M1及DC/DC变换电路向输出提供能量,能量缓冲电容C1放电。
【t1】Vac上升到与V_C1相等,开关器件M1仍然导通,二极管D1关断,二极管D2关断,能量缓冲电容C1放电结束,Vac开始通过开关器件M1及DC/DC变换电路向输出提供能量。
【t1-t2】Vac>V_C1,开关器件M1仍然导通,二极管D1关断,二极管D2关断,V_C1不变,Vac通过开关器件M1及DC/DC变换电路向输出提供能量。
【t2】Vac上升到等于V_C1+Vo+Vth1,Vo为DC/DC变换电路的输出电压,Vth1为某一设定的关断阈值电压,可根据具体应用选择。此刻控制开关器件M1关断,二极管D1关断,二极管D2导通,Vac开始通过能量缓冲电容C1、二极管D2及DC/DC变换电路向输出提供能量,能量缓冲电容C1开始充电。
【t2-t3】开关器件M1关断,二极管D1关断,二极管D2导通,Vac继续通过能量缓冲电容C1、二极管D2及DC/DC变换电路向输出提供能量,能量缓冲电容C1继续充电。
【t3】Vac下降到V_C1+Vo+Vth2,Vo为DC/DC变换电路的输出电压,Vth2为某一设定的开启阈值电压,可与关断阈值电压相等,也可根据具体应用选择。此刻控制开关器件M1导通,二极管D1关断,二极管D2关断,能量缓冲电容C1充电结束,Vac开始通过开关器件M1及DC/DC变换电路向输出提供能量。
【t3-t4】开关器件M1导通,二极管D1关断,二极管D2关断,能量缓冲电容C1充电结束,V_C1不变,Vac继续通过开关器件M1及DC/DC变换电路向输出提供能量。
【t4】Vac下降到与V_C1相等,二极管D1导通,二极管D2关断,开关器件M1继续导通,能量缓冲电容C1开始通过开关器件M1及DC/DC变换电路向输出提供能量,能量缓冲电容C1开始放电。
【t4-t5】开关器件M1继续导通,二极管D1导通,二极管D2关断,能量缓冲电容C1继续通过开关器件M1及DC/DC变换电路向输出提供能量,能量缓冲电容C1放电。
【t5】开始下一个周期。
根据上述控制思路设计的一款10W BUCK型无频闪LED驱动器,实现输出电流纹波小于2%,功率因素大于0.9,效率大于0.94的优良性能。
去工频纹波电路可以是开环控制,也可以是闭环控制。开关器件M1的驱动信号可以由外部给定的,也可以由闭环控制回路产生。
除上述控制方案,本发明去工频纹波电路根据输入输出性能要求可灵活选用控制策略。开关器件M1根据需要可控制工作在低频、高频开关状态或是线性状态。
对于其他拓扑结构的AC/DC变换器,控制思想相似,开关器件M1的开通及关断条件根据不同拓扑结构及输入输出要求作相应调整。
Claims (12)
1.一种消除工频纹波高效率高功率因素AC/DC电源电路,其特征在于,包括:
一交流电源,提供交流电;
一整流滤波电路,将交流电源提供交流电转换为直流电;
一去工频纹波电路,包括开关器件和能量缓冲电路,在交流电源电压小于能量缓冲电路电压时,由能量缓冲电路向负载提供能量;在交流电源电压大于能量缓冲电路电压时,由交流电源通过去工频纹波电路但不通过能量缓冲电路向负载提供能量,或由交流电源通过能量缓冲电路向负载提供能量并对能量缓冲电路充电;
—DC/DC变换电路,用以将去工频纹波电路的输出电压转换为负载电路的工作电压;
一负载,与DC/DC变换电路串联,将DC/DC变换电路提供的电能转换为输出能量。
2.如权利要求1所述的消除工频纹波高效率高功率因素AC/DC电源电路,其特征在于:去工频纹波电路包括正极输入端、负极输入端、开关器件M1、能量缓冲电容C1、二极管D1、二极管D2、正极输出端和负极输出端,开关器件M1的一端连接在能量缓冲电容C1与正极输入端的交汇处,开关器件M1的另一端连接在二极管D2的负极与正极输出端的交汇处,二极管D2的正极连接在能量缓冲电容C1与二极管D1的负极的交汇处,二极管D1的正极分别连接负极输入端、负极输出端,开关器件M1的控制端接控制信号。
3.如权利要求2所述的消除工频纹波高效率高功率因素AC/DC电源电路,其特征在于:开关器件M1采用场效应管开关器件M1,场效应管开关器件M1的漏极连接在能量缓冲电容C1与正极输入端的交汇处,场效应管开关器件M1的源极连接在二极管D2的负极与正极输出端的交汇处,场效应管开关器件M1的栅极接控制信号。
4.如权利要求1所述的消除工频纹波高效率高功率因素AC/DC电源电路,其特征在于:去工频纹波电路包括正极输入端、负极输入端、开关器件M1、能量缓冲电容C1、二极管D1、二极管D2、正极输出端和负极输出端,开关器件M1的一端连接在能量缓冲电容C1与负极输入端的交汇处,开关器件M1的另一端连接在二极管D2的正极与负极输出端的交汇处,二极管D2的负极连接在能量缓冲电容C1与二极管D1的正极的交汇处,二极管D1的负极分别连接正极输入端、正极输出端,开关器件M1的控制端接控制信号。
5.如权利要求4所述的消除工频纹波高效率高功率因素AC/DC电源电路,其特征在于:开关器件M1采用场效应管开关器件M1,场效应管开关器件M1的漏极连接在二极管D2的正极与负极输出端的交汇处,场效应管开关器件M1的源极连接在能量缓冲电容C1与负极输入端的交汇处,场效应管开关器件M1的栅极接控制信号。
6.如权利要求1-5任一项所述的消除工频纹波高效率高功率因素AC/DC电源电路,其特征在于:采用某一大于或等于零的定值或变量为设定阈值电压,在交流电源电压大于能量缓冲电路电压时且小于能量缓冲电路电压与设定阈值电压之和时,由交流电源通过去工频纹波电路但不通过其能量缓冲电路向负载提供能量;在交流电源电压大于能量缓冲电路电压与设定阈值电压之和时,由交流电源通过能量缓冲电路向负载提供能量,并对能量缓冲电路充电;设定阈值电压由控制策略及电路结构确定。
7.如权利要求1-5任一项所述的消除工频纹波高效率高功率因素AC/DC电源电路,其特征在于:DC/DC变换电路采用BUCK变换器、BOOST变换器、BUCK-BOOST变换器或FLYBACK变换器。
8.如权利要求1-5任一项所述的消除工频纹波高效率高功率因素AC/DC电源电路,其特征在于:DC/DC变换电路采用开关电源电路或线性恒流电路。
9.一种权利要求1-8任一项所述消除工频纹波高效率高功率因素AC/DC电源电路的供电方法,其特征在于,包括:
在交流电源电压小于能量缓冲电路电压时,交流电源不向负载供电,由去工频纹波电路能量缓冲电路通过DC/DC变换电路向负载提供能量,去工频纹波电路能量缓冲电路放电;
在交流电源电压大于或等于能量缓冲电路电压时,交流电源通过去工频纹波电路但不通过其能量缓冲电路,并通过DC/DC变换电路向负载提供能量;
或,在交流电源电压大于或等于能量缓冲电路电压时,交流电源通过去工频纹波电路包括能量缓冲电路及DC/DC变换电路向负载提供能量,同时向去工频纹波电路的能量缓冲电路提供能量,去工频纹波电路能量缓冲电路充电。
10.如权利要求9所述的消除工频纹波高效率高功率因素AC/DC电源电路的供电方法,其特征在于:采用某一大于或等于零的定值或变量为设定阈值电压,设定阈值电压由控制策略及电路结构确定:
在交流电源电压大于或等于能量缓冲电路电压时且小于能量缓冲电路电压与设定阈值电压之和时,交流电源通过去工频纹波电路但不通过其能量缓冲电路,并通过DC/DC变换电路向负载提供能量;
在交流电源电压大于或等于能量缓冲电路电压与设定阈值电压之和时,交流电源通过去工频纹波电路包括能量缓冲电路及DC/DC变换电路向负载提供能量,同时向去工频纹波电路的能量缓冲电路提供能量,去工频纹波电路能量缓冲电路充电。
11.一种权利要求1-8任一项所述消除工频纹波高效率高功率因素AC/DC电源电路的控制方法,其特征在于,包括:
在交流电源电压小于能量缓冲电路电压时,控制开关器件M1导通,二极管D1导通,二极管D2关断,由能量缓冲电路通过开关器件、DC/DC变换电路向负载提供能量;能量缓冲电路放电。
在交流电源电压大于或等于能量缓冲电路电压时,控制开关器件M1导通,二极管D1关断,二极管D2关断,由交流电源通过开关器件、DC/DC变换电路向负载提供能量;
或,在交流电源电压大于或等于能量缓冲电路电压时,控制开关器件M1关断,二极管D1关断,二极管D2导通,由交流电源通过能量缓冲电路、开关器件、DC/DC变换电路向负载提供能量,对能量缓冲电路充电。
12.如权利要求11所述消除工频纹波高效率高功率因素AC/DC电源电路的控制方法,其特征在于,采用某一大于或等于零的定值或变量为设定阈值电压,设定阈值电压由控制策略及电路结构确定:
在交流电源电压大于或等于能量缓冲电路电压时且小于能量缓冲电路电压与设定阈值电压之和时,控制开关器件M1导通,二极管D1关断,二极管D2关断,由交流电源通过开关器件、DC/DC变换电路向负载提供能量;
在交流电源电压大于或等于能量缓冲电路电压与设定阈值电压之和时,控制开关器件M1关断,二极管D1关断,二极管D2导通,由交流电源通过能量缓冲电路、开关器件、DC/DC变换电路向负载提供能量,对能量缓冲电路充电。
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