CN106159965B - 一种最简型补偿电源 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种最简型补偿电源,其交流输入与输出共N[NEUTRAL]线,在环保、低成本前提下,节能是其最大的亮点.它包括输入滤波电路1、自耦变压器2、移相电路3、控制电路4、输出滤波电容Co。移相电路3包括开关电路3‑1、输出滤波电路3‑2.移相电路3的输出电压与市电输入电压的代数和供给负载,完成稳压。移相电路3无电流死区地完成与电网的双向能量交换,控制输出电流相位,完成输入功率因数校正,整机只有一次高频变换.和常规电源相比,完全省去了整流储能电路、功率因数校正电路的功耗和成本,移相电路3还可以选用较低电压、低功耗的开关器件,进一步提高能效。
Description
技术领域
本发明涉及电源技术领域,具体地说是一种最简型补偿电源,它为三端口结构,其交流输出与交流输入共N[NEUTRAL]线。
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.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功率因数校正电路,但这却损失了能效指标,同时也增加了成本、体积、重量。现在市场上流行的各种补偿型电源,其补偿电路本身仍然存在上述问题,其问题的症结在于,这种传统结构电源的中间直流DC级,切断了交流输入级和交流输出级的直接能量交换通道,而且能量的传递方向只能是单向由入到出的,处理出现在电源内部的能量过剩问题,是件很麻烦的问题。
发明内容
本发明公开了一种最简型补偿电源,和传统结构电源相比,完全没有中间直流DC级,完全没有整流储能电路和单独设置的功率因数校正电路,只有一级高频变换。本一种最简型补偿电源的输出电压等于经输入滤波电路1之后的市电输入电压与移相电路3的输出电压的代数和,故控制移相电路3的输出电压,就可以完成输出电压稳压;本一种最简型补偿电源的输出电流全部流经移相电路3,故控制移相电路3的电流相位,使其逼近输入电压相位,就可以完成输入功率因数校正;移相电路3无电流死区地与输入市电进行双向能量交换,故不存在能量过剩问题。移相电路3运行在较低电压下,故可以选用较低电压、低功耗的开关器件。
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,交流输入与输出共N[NEUTRAL]线,输入正弦波电压与输出电压同频率.移相电路3直接与市电输入进行双向能量交换,故不存在电源内部能量过剩问题;输出电压为市电输入电压与移相电路3的输出电压的代数和,故控制移相电路3的输出电压就可以完成稳压;本最简型补偿电源的输出电流全部流经移相电路3,故控制移相电路3的电流相位,使其逼近输入电压相位,就可以完成输入功率因数校正,使其满足我国3C及相关国际规范对环保及能效的要求.
以下结合附图加以说明。
附图说明
图1为本发明一种最简型补偿电源框图;
附图中,各标号所代表的部件如下:
1为输入滤波电路,2为自耦变压器,3为移相电路,4为控制电路.T1、T2、T3为自耦变压器2的三个绕组,L1、L2为自耦变压器2的2个中间抽头,L3、N2为自耦变压器2的2个输出头,3-1为开关电路,3-2为输出滤波电路。H、N为市电输入,H′、N为本一种最简型补偿电源的输出.P1、P2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,为本发明一种最简型补偿电源框图:
它包括输入滤波电路1、自耦变压器2、移相电路3、控制电路4、输出滤波电容Co、可选电容C3、C4。自耦变压器2的T1、T2、T3绕组的同名端方向相同,亦即同一绕向。
在正半周,Q1、Q2是按脉宽调制规律运行的,Q3、Q4为常通状态,在负半周,Q3、Q4是按脉宽调制规律运行的,Q1、Q2为常通状态。脉冲间隔都要留有一定死区。改变调制脉宽规律,就可以完成稳压和功率因数校正。
Claims (5)
1.一种最简型补偿电源,其特征在于:包括输入滤波电路1、自耦变压器2、移相电路3、控制电路4和输出滤波电容Co、电容C3、C4,交流输入与输出共N[NEUTRAL]线,输出电压与输入电压同频率;自耦变压器2有三个绕组,分别为T1、T2、T3,其同名端方向相同,亦即绕向相同,市电的火线H经输入滤波电路1的输出头接绕组T2与绕组T3的抽头L2,自耦变压器2的输出头N2接市电的N线经输入滤波电路1输出的N1点,电容C1并于绕组T3的两端,电容C2并于绕组T2的两端;移相电路3包括由高频开关管Q1、Q2、Q3、Q4组成的开关电路3-1和由输出滤波电感Lo、滤波电容Co’组成的输出滤波电路3-2,高频开关管Q1的3端与Q3的3端相连,Q2的3端与Q4的3端相连,Q1的1端与自耦变压器2的输出头L3相连,Q4的1端与自耦变压器2的绕组T1、T2的共同抽头节点L1相连,Q3的1端和Q2的1端分别与输出滤波电感Lo的输入端相连,Lo的输出端与滤波电容Co’的一端相连,滤波电容Co’的另一端与自耦变压器2的绕组T2、T3的共同抽头节点L2相连;电容C3、C4的一端分别接一种最简型补偿电源的输出H’线,C3的另一端接自耦变压器2的输出头L3,C4的另一端接自耦变压器2的中间抽头L1;滤波电容Co跨接于一种最简型补偿电源的输出H′线与输出N线之间。
2.根据权利要求1所述的一种最简型补偿电源,其特征还在于:高频开关管Q1、Q3是互为反向串接的,高频开关管Q2、Q4是互为反向串接的,与串接顺序无关。
3.根据权利要求1所述的一种最简型补偿电源,其特征还在于:控制电路4的输入分别来自自耦变压器2的中间抽头L1、L2,来自自耦变压器2的输出头L3、N2,来自一种最简型补偿电源的输出H′线、N线,来自高频开关管Q1、Q2、Q3、Q4的一端,来自电流测试点P1、P2;控制电路4的输出线分别接于所述高频开关管Q1、Q2、Q3、Q4的2端与3端。
4.根据权利要求1所述的一种最简型补偿电源,其特征还在于:输出电压等于由移相电路3的输出电压与经过输入滤波电路1输出的市电输入电压之代数和,控制移相电路3的输出电压能完成稳压;一种最简型补偿电源的输出电流全部流经移相电路3,控制移相电路3的输出电流相位,使其逼近输入电压相位,能完成输入功率因数校正。
5.根据权利要求1所述的一种最简型补偿电源,其特征还在于:既适用于单相交流电系统,也适用于三相交流电系统。
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