CN112803747A - 一种高功率因数低输出纹波无源功率因数校正变换器 - Google Patents

一种高功率因数低输出纹波无源功率因数校正变换器 Download PDF

Info

Publication number
CN112803747A
CN112803747A CN202110014166.9A CN202110014166A CN112803747A CN 112803747 A CN112803747 A CN 112803747A CN 202110014166 A CN202110014166 A CN 202110014166A CN 112803747 A CN112803747 A CN 112803747A
Authority
CN
China
Prior art keywords
capacitor
node
output
power factor
voltage
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.)
Pending
Application number
CN202110014166.9A
Other languages
English (en)
Inventor
杨平
孙义杰
彭宇圣
刘湘
许建平
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.)
Southwest Jiaotong University
Original Assignee
Southwest Jiaotong University
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 Southwest Jiaotong University filed Critical Southwest Jiaotong University
Priority to CN202110014166.9A priority Critical patent/CN112803747A/zh
Publication of CN112803747A publication Critical patent/CN112803747A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS 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
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/42—Circuits or arrangements for compensating for or adjusting power factor in converters or inverters
    • H02M1/4208—Arrangements for improving power factor of AC input
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS 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
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/14—Arrangements for reducing ripples from dc input or output
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS 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
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/42—Circuits or arrangements for compensating for or adjusting power factor in converters or inverters
    • H02M1/4208—Arrangements for improving power factor of AC input
    • H02M1/4266—Arrangements for improving power factor of AC input using passive elements
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS 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
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/06—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using resistors or capacitors, e.g. potential divider
    • H02M3/07—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using resistors or capacitors, e.g. potential divider using capacitors charged and discharged alternately by semiconductor devices with control electrode, e.g. charge pumps
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS 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
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33569—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10—Technologies 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

本发明公开了一种高功率因数低输出纹波无源功率因数校正变换器，包括功率因数校正PFC部分，谐振隔离LLC部分以及控制系统；功率因数校正PFC部分包括整流桥、电荷泵电容网络与后级母线电容；谐振隔离LLC部分包括两个功率器件开关管M1a与M1b、谐振槽路和半桥整流结构；谐振槽路由变压器励磁电感Lm，谐振电容Cr与谐振电感Lr构成；控制系统包括主电路控制系统与电容网络控制系统。本发明基于电荷泵结构，通过设计电荷泵电容网络，使变换器实现了在宽输入电压范围内的无源功率因数校正(PF≥0.98)，输出纹波小(≤2％)，电路为单级PFC结构，拓扑简单，体积小，控制简单，成本极低，可靠性高。

Description

一种高功率因数低输出纹波无源功率因数校正变换器
技术领域
本发明属于电力电子中开关电源领域，尤其涉及一种高功率因数、低输出纹波无源功率因数校正变换器。
背景技术
为了减小电力电子装置对电网的谐波污染，AC-DC变换器需要具备功率因数校正(Power Factor Correction,PFC)功能。传统的两级式AC-DC变换器控制复杂，体积大，电路成本高，故在中小功率应用场合，单级PFC变换器成为研究热点。
有源单级PFC变换器一定程度上减少了元器件数量，降低了电路成本，但由于开关电路中电感的存在，电路体积仍然较大，并且此类电路输出纹波很大。相比于有源单级PFC变换器，利用电荷泵实现PFC功能的无源单级电荷泵PFC电路具有成本低、效率高，且能实现高PF和低输出电压(或电流)纹波的优点。
利用电荷泵实现PFC功能必须注入高频信号，结合LLC谐振电路为电荷泵注入高频电流源实现PFC功能，但由于LLC电路输入输出特性限制，使得变换器只能在特定的较窄的输入电压范围内实现PFC功能。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种高功率因数低输出纹波无源功率因数校正变换器。
本发明的一种高功率因数低输出纹波无源功率因数校正变换器，包括功率因数校正PFC部分，谐振隔离LLC部分以及控制系统。
功率因数校正PFC部分包括整流桥、电荷泵电容网络与后级母线电容。
供电系统经EMI滤波输入连接整流桥，正输入端与二极管节点A，即D1阳极与D4阴极连接，负输入端与二极管节点B，即D2阳极与D3阴极连接；整流桥的正负输出节点分别记为节点C与节点D；整流桥正输出节点C与后级母线电容CB正端相连，整流桥负输出节点D与后级母线电容CB负端相连。
电荷泵电容网络由四条支路组成，四条支路相互并联，并连接于节点B与节点D之间；第一条支路为泵电容Cp1；第二条支路为节点B连接泵电容Cp2的一端，泵电容Cp2的另一端连接功率器件开关管M2的漏极，开关管M2的源极连接节点D；第三条支路为节点B连接泵电容Cp3的一端，泵电容Cp3的另一端连接功率器件开关管M3的漏极，开关管M3的源极连接节点D；第四条支路为节点B连接泵电容Cp4的一端，泵电容Cp4的另一端连接功率器件开关管M4的漏极，开关管M4的源极连接节点D。
谐振隔离LLC部分包括两个功率器件开关管M1a与M1b、谐振槽路和半桥整流结构；谐振槽路由变压器励磁电感Lm，谐振电容Cr与谐振电感Lr构成。
M1a的源极与M1b的漏极相连，M1a的漏极与母线电容CB正端相连，M1b的源极与母线电容CB负端相连接地；M1a源极与M1b漏极的相连节点依次连接谐振电感Lr、变压器励磁电感Lm和谐振电容Cr，然后连接节点B；谐振槽路中的变压器副边为半桥整流结构，接输出电容与负载RL。
控制系统包括主电路控制系统与电容网络控制系统。
主电路控制系统通过电流检测模块对输出电流IO进行采样，并与参考电流Iref比较，产生信号发送给控制电路模块；控制模块根据检测信号判断电路工作状态，向驱动电路模块发送信号；驱动电路模块根据控制电路模块输出的信号产生驱动电压，加载于谐振隔离LLC部分的开关管M1a与M1b的栅极。
电容网络控制系统通过电压检测模块采样母线电容CB电压vCB，电压比较器将电压采样信号与参考值相比较，向驱动电路模块发送信号，驱动电路模块根据控制电路模块输出的信号，产生变换器工作在不同输入电压下的驱动电压，加载于电容网络各支路中的开关管M2、M3和M4的栅极。
电容网络控制系统还包括电压滞环比较器，保证电压在切换点附近波动时，电容网络开关管不会反复开断。
本发明的一种高功率因数低输出纹波无源功率因数校正变换器的控制方法，具体为：
当供电系统和负载处于正常工作时，主电路控制系统通过采样输出电流对输出电流进行跟踪，当输出电流IO变化时，控制模块根据信号改变开关管M1a与M1b的工作频率，使变换器输出保持恒定，实现恒流输出。
当输入电压变化时，母线电容上的电压同时发生变化，通过对母线电容上的电压进行采样比较，电容网络控制系统控制电容网络中对应电容支路的开关管M2、M3和M4，改变接入电路中的泵电容的值，使电路满足功率因数校正的条件，最终使变换器在宽输入电压范围内都能实现功率因数校正。
本发明的有益技术效果为：
(1)本发明采用电容网络电荷泵结构实现PFC功能，是一种无源PFC结构，主电路控制采用PFM变频控制，相较于单级有源PFC电路，输出纹波小，电路结构更简单，体积小，成本低，控制简单。
(2)本发明采用的控制系统通过电压检测实时跟踪母线电容的电压，间接跟踪输入电压，并通过控制电路模块和驱动电路模块驱动电容网络改变接入电路中泵电容的值，使电路能在宽范围电压输入范围(90V～264V)实现PFC功能，并且能保持恒定输出，输出纹波小(≤2％)。
(3)本发明通过合理的选取每个输入电压区间的泵电容值(电容网络中电容均为纳法(nF)级别，采用贴片电容，电路体积小)，使电路在每个输入电压区间内都能获得高PF值(PF≥0.98)，在切换电容瞬间，产生冲击小，控制部分采用滞环比较，在切换点附近电压波动时，电容网络开关不会动作，电路可靠性高。
附图说明
图1为本发明变换器的主电路结构示意图。
图2为本发明变换器的主电路控制系统示意图。
图3为本发明变换器的电容网络控制系统示意图。
图4为本发明实施例中变换器在稳定输入电压90V时的输入电压波形(图4a)、输出电流Io波形(图4b)、输入电流Iin波形与输入电压波形(图4c)。
图5为本发明实施例中变换器在稳定输入电压110V时的输入电压波形(图5a)、输出电流Io波形(图5b)、输入电流Iin波形与输入电压波形(图5c)。
图6为本发明实施例中变换器在稳定输入电压140V时的输入电压波形(图6a)、输出电流Io波形(图6b)、输入电流Iin波形与输入电压波形(图6c)。
图7为本发明实施例中变换器在稳定输入电压190V时的输入电压波形(图7a)、输出电流Io波形(图7b)、输入电流Iin波形与输入电压波形(图7c)。
图8为本发明实施例中变换器在稳定输入电压220V时的输入电压波形(图8a)、输出电流Io波形(图8b)、输入电流Iin波形与输入电压波形(图8c)。
图9为本发明实施例中变换器在稳定输入电压260V时的输入电压波形(图9a)、输出电流Io波形(图9b)、输入电流Iin波形与输入电压波形(图9c)。
图10为本发明实施例中输入电压从250V突变为220V时，输入电压与电容网络开关驱动信号波形(图10a)、输出电流Io波形(图10b)以及输入电流Iin波形(图10c)。
图11为本发明实施例中输入电压从220V突变为150V时，输入电压与电容网络开关驱动信号波形(图11a)、输出电流Io波形(图11b)以及输入电流Iin波形(图11c)。
图12为本发明实施例中输入电压从150V突变为100V时，输入电压与电容网络开关驱动信号波形(图12a)、输出电流Io波形(图12b)以及输入电流Iin波形(图12c)。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
本发明的一种高功率因数低输出纹波无源功率因数校正变换器，包括功率因数校正PFC部分，谐振隔离LLC部分以及控制系统。
功率因数校正PFC部分如图1所示，包括整流桥、电荷泵电容网络与后级母线电容。
供电系统经EMI滤波输入连接整流桥，正输入端与二极管节点A，即D1阳极与D4阴极连接，负输入端与二极管节点B，即D2阳极与D3阴极连接；整流桥的正负输出节点分别记为节点C(D1阴极与D2阴极)与节点D(D3阳极与D4阳极)；整流桥正输出节点C与后级母线电容CB正端相连，整流桥负输出节点D与后级母线电容CB负端相连。
电荷泵电容网络由四条支路组成，四条支路相互并联，并连接于节点B与节点D之间；第一条支路为泵电容Cp1；第二条支路为节点B连接泵电容Cp2的一端，泵电容Cp2的另一端连接功率器件开关管M2的漏极，开关管M2的源极连接节点D；第三条支路为节点B连接泵电容Cp3的一端，泵电容Cp3的另一端连接功率器件开关管M3的漏极，开关管M3的源极连接节点D；第四条支路为节点B连接泵电容Cp4的一端，泵电容Cp4的另一端连接功率器件开关管M4的漏极，开关管M4的源极连接节点D。
谐振隔离LLC部分如图1所示，包括两个功率器件开关管M1a与M1b、谐振槽路和半桥整流结构；谐振槽路由变压器励磁电感Lm，谐振电容Cr与谐振电感Lr构成。
M1a的源极与M1b的漏极相连，M1a的漏极与母线电容CB正端相连，M1b的源极与母线电容CB负端相连接地；M1a源极与M1b漏极的相连节点依次连接谐振电感Lr、变压器励磁电感Lm和谐振电容Cr，然后连接节点B；谐振槽路中的变压器副边为半桥整流结构，接输出电容与负载RL。
控制系统包括主电路控制系统与电容网络控制系统。
主电路控制系统如图2所示，电流检测模块采样输出电流，电流检测模块输出与控制电路模块的输入相连，控制电路模块的输出与驱动电路模块的输入相连，驱动电路模块的输出与谐振隔离LLC部分的开关管M1a与M1b的栅极相连。
主电路控制系统通过电流检测模块对输出电流IO进行采样，并与参考电流Iref比较，产生信号发送给控制电路模块；控制模块根据检测信号判断电路工作状态，向驱动电路模块发送信号；驱动电路模块根据控制电路模块输出的信号产生驱动电压，加载于谐振隔离LLC部分的开关管M1a与M1b的栅极。
电容网络控制系统如图3所示，电压检测模块采样母线电容电压，电压检测模块输出与控制电路模块的输入相连，控制电路模块的输出与驱动电路模块的输入相连，驱动电路模块的输出与电容网络的开关管M2、M3和M4的栅极相连。
电容网络控制系统通过电压检测模块采样母线电容CB电压vCB，电压比较器将电压采样信号与参考值相比较，向驱动电路模块发送信号，驱动电路模块根据控制电路模块输出的信号，产生变换器工作在不同输入电压下的驱动电压，加载于电容网络各支路中的开关管M2、M3和M4的栅极。
电容网络控制系统还包括电压滞环比较器，保证电压在切换点附近波动时，电容网络开关管不会反复开断。
本发明的一种高功率因数低输出纹波无源功率因数校正变换器的控制方法，具体为：
当供电系统和负载处于正常工作时，主电路控制系统通过采样输出电流对输出电流进行跟踪，当输出电流IO变化时，控制模块根据信号改变开关管M1a与M1b的工作频率，使变换器输出保持恒定，实现恒流输出。
由于母线电容上的电压波动极小，并且间接反映了输入电压，当输入电压变化时，母线电容上的电压同时发生变化，通过对母线电容上的电压进行采样比较，电容网络控制系统控制电容网络中对应电容支路的开关管M2、M3和M4，改变接入电路中的泵电容的值，使电路满足功率因数校正的条件，最终使变换器在宽输入电压范围内都能实现功率因数校正。实施例：
本实例中搭建了额定工作点为30W/2A的电路，在设置了合适的主电路参数值后(谐振电感230uH，谐振电容33nF，励磁电感1mF)，设置了四个泵电容容值供选择：17nF、24nF、35nF和75nF。其中，将17nF电容作为电容网络中支路1的电容Cp1，另外三条支路电容容值分别为7nF、11nF和40nF。四个电容值对应的输入电压区间分别为90V～132V、132V～170V、170V～230V和230V～264V。
选取了变换器在稳定输入电压90V、110V、140V、190V、220V、260V处的输入电压波形、输出电流Io波形、输入电流Iin波形与输入电压波形(除以一个比例系数)对比。
如图4所示，输入电压90V时的输入电压波形(图4a)、输出电流Io波形(图4b)、输入电流Iin波形与输入电压波形(图4c)。此时，输出电流纹波1.3％，PF＝0.984。
如图5所示，输入电压110V时的输入电压波形(图5a)、输出电流Io波形(图5b)、输入电流Iin波形与输入电压波形(图5c)。此时，输出电流纹波1.3％，PF＝0.996。
如图6所示，输入电压140V时的输入电压波形(图6a)、输出电流Io波形(图6b)、输入电流Iin波形与输入电压波形(图6c)。此时，输出电流纹波1.4％，PF＝0.993。
如图7所示，输入电压190V时的输入电压波形(图7a)、输出电流Io波形(图7b)、输入电流Iin波形与输入电压波形(图7c)。此时，输出电流纹波1.4％，PF＝0.997。
如图8所示，输入电压220V时的输入电压波形(图8a)、输出电流Io波形(图8b)、输入电流Iin波形与输入电压波形(图8c)。此时，输出电流纹波1.4％，PF＝0.991。
如图9所示，输入电压260V时的输入电压波形(图9a)、输出电流Io波形(图9b)、输入电流Iin波形与输入电压波形(图9c)。此时，输出电流纹波1.4％，PF＝0.990。
可以看出，变换器均实现了高PF值(PF≥0.98)和低输出电流纹波(小于等于2％)。
当输入电压发生连续变化时，如图10所示，输入电压从250V突变为220V，此时电容网络第二条支路中的开关管M2动作，电容Cp2接入电路；输入电压与电容网络开关驱动信号波形(图10a)、输出电流Io波形(图10b)以及输入电流Iin波形(图10c)。
如图11所示，输入电压从220V突变为150V，此时电容网络第三条支路中的开关管M3动作，电容Cp3接入电路；输入电压与电容网络开关驱动信号波形(图11a)、输出电流Io波形(图11b)以及输入电流Iin波形(图11c)。
如图12所示，输入电压从150V突变为100V，此时电容网络第二条支路中的开关管M3动作，电容Cp3接入电路；输入电压与电容网络开关驱动信号波形(图12a)、输出电流Io波形(图12b)以及输入电流Iin波形(图12c)。
可以看出，电路能根据输入电压的变化，改变接入电路中泵电容的值，使电路实现功率因数校正功能，并且在电容切换瞬间，产生的冲击电流小，电路能快速进入新的稳态，可靠性高。

Claims (3)

1.一种高功率因数低输出纹波无源功率因数校正变换器，其特征在于，包括功率因数校正PFC部分，谐振隔离LLC部分以及控制系统；
所述功率因数校正PFC部分包括整流桥、电荷泵电容网络与后级母线电容；
供电系统经EMI滤波输入连接整流桥，正输入端与二极管节点A，即D1阳极与D4阴极连接，负输入端与二极管节点B，即D2阳极与D3阴极连接；整流桥的正负输出节点分别记为节点C与节点D；整流桥正输出节点C与后级母线电容CB正端相连，整流桥负输出节点D与后级母线电容CB负端相连；
电荷泵电容网络由四条支路组成，四条支路相互并联，并连接于节点B与节点D之间；第一条支路为泵电容Cp1；第二条支路为节点B连接泵电容Cp2的一端，泵电容Cp2的另一端连接功率器件开关管M2的漏极，开关管M2的源极连接节点D；第三条支路为节点B连接泵电容Cp3的一端，泵电容Cp3的另一端连接功率器件开关管M3的漏极，开关管M3的源极连接节点D；第四条支路为节点B连接泵电容Cp4的一端，泵电容Cp4的另一端连接功率器件开关管M4的漏极，开关管M4的源极连接节点D；
所述谐振隔离LLC部分包括两个功率器件开关管M1a与M1b、谐振槽路和半桥整流结构；谐振槽路由变压器励磁电感Lm，谐振电容Cr与谐振电感Lr构成；
M1a的源极与M1b的漏极相连，M1a的漏极与母线电容CB正端相连，M1b的源极与母线电容CB负端相连接地；M1a源极与M1b漏极的相连节点依次连接谐振电感Lr、变压器励磁电感Lm和谐振电容Cr，然后连接节点B；谐振槽路中的变压器副边为半桥整流结构，接输出电容与负载RL；
所述控制系统包括主电路控制系统与电容网络控制系统；
主电路控制系统通过电流检测模块对输出电流IO进行采样，并与参考电流Iref比较，产生信号发送给控制电路模块；控制模块根据检测信号判断电路工作状态，向驱动电路模块发送信号；驱动电路模块根据控制电路模块输出的信号产生驱动电压，加载于谐振隔离LLC部分的开关管M1a与M1b的栅极；
电容网络控制系统通过电压检测模块采样母线电容CB电压vCB，电压比较器将电压采样信号与参考值相比较，向驱动电路模块发送信号，驱动电路模块根据控制电路模块输出的信号，产生变换器工作在不同输入电压下的驱动电压，加载于电容网络各支路中的开关管M2、M3和M4的栅极。
2.根据权利要求1所述的一种高功率因数低输出纹波无源功率因数校正变换器，其特征在于，所述电容网络控制系统还包括电压滞环比较器，保证电压在切换点附近波动时，电容网络开关管不会反复开断。
3.根据权利要求1所述的一种高功率因数低输出纹波无源功率因数校正变换器的控制方法，其特征在于，当供电系统和负载处于正常工作时，主电路控制系统通过采样输出电流对输出电流进行跟踪，当输出电流IO变化时，控制模块根据信号改变开关管M1a与M1b的工作频率，使变换器输出保持恒定，实现恒流输出；
当输入电压变化时，母线电容上的电压同时发生变化，通过对母线电容上的电压进行采样比较，电容网络控制系统控制电容网络中对应电容支路的开关管M2、M3和M4，改变接入电路中的泵电容的值，使电路满足功率因数校正的条件，最终使变换器在宽输入电压范围内都能实现功率因数校正。
CN202110014166.9A 2021-01-06 2021-01-06 一种高功率因数低输出纹波无源功率因数校正变换器 Pending CN112803747A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110014166.9A CN112803747A (zh) 2021-01-06 2021-01-06 一种高功率因数低输出纹波无源功率因数校正变换器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110014166.9A CN112803747A (zh) 2021-01-06 2021-01-06 一种高功率因数低输出纹波无源功率因数校正变换器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112803747A true CN112803747A (zh) 2021-05-14

Family

ID=75808626

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110014166.9A Pending CN112803747A (zh) 2021-01-06 2021-01-06 一种高功率因数低输出纹波无源功率因数校正变换器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112803747A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113556033A (zh) * 2021-07-10 2021-10-26 杭州欧佩捷科技有限公司 简化高效电荷泵式功率因数校正装置及方法
CN113872432A (zh) * 2021-11-17 2021-12-31 四川莱福德科技有限公司 一种功率因数校正变换器及控制方法
CN114123793A (zh) * 2021-11-26 2022-03-01 四川莱福德科技有限公司 一种变匝比功率因数校正变换器及其控制方法
CN116780910A (zh) * 2023-08-22 2023-09-19 合肥蓝点数字电源有限公司 测试电源电路及控制方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2762419Y (zh) * 2004-12-30 2006-03-01 中国科学院电工研究所 并网光伏逆变系统
CN110495253A (zh) * 2017-01-26 2019-11-22 红色半导体公司 电源转换器电路

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2762419Y (zh) * 2004-12-30 2006-03-01 中国科学院电工研究所 并网光伏逆变系统
CN110495253A (zh) * 2017-01-26 2019-11-22 红色半导体公司 电源转换器电路

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113556033A (zh) * 2021-07-10 2021-10-26 杭州欧佩捷科技有限公司 简化高效电荷泵式功率因数校正装置及方法
CN113556033B (zh) * 2021-07-10 2022-10-14 杭州欧佩捷科技有限公司 简化高效电荷泵式功率因数校正装置及方法
CN113872432A (zh) * 2021-11-17 2021-12-31 四川莱福德科技有限公司 一种功率因数校正变换器及控制方法
CN114123793A (zh) * 2021-11-26 2022-03-01 四川莱福德科技有限公司 一种变匝比功率因数校正变换器及其控制方法
CN116780910A (zh) * 2023-08-22 2023-09-19 合肥蓝点数字电源有限公司 测试电源电路及控制方法
CN116780910B (zh) * 2023-08-22 2023-12-05 合肥蓝点数字电源有限公司 测试电源电路及控制方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112803747A (zh) 一种高功率因数低输出纹波无源功率因数校正变换器
CN102946196B (zh) 高功率因数恒流驱动电路及恒流装置
CN113224942B (zh) 一种非隔离式Buck-Boost无桥PFC变换器系统
CN101312330A (zh) 谐振变换器高压电源装置
CN202997938U (zh) 高功率因数恒流驱动电路及恒流装置
CN111262442A (zh) 一种基于on/off控制的谐振变换器
US20230268843A1 (en) Power supply, power supplying method and computer storage medium
Wu et al. Active‐clamped ZVS current‐fed push–pull isolated dc/dc converter for renewable energy conversion applications
CN112260531B (zh) 一种基于谐振开关电容变换器的降压pfc电路
CN110212764A (zh) 一种适用于数据中心电压调节模块的非隔离直流斩波电路
CN102427293A (zh) 一种低输出纹波的并联功率因数校正变换控制方法及其装置
Zhao et al. A novel transformerless high step‐Up DC‐DC converter with active switched‐inductor and quasi‐Z‐source network
CN201199674Y (zh) 谐振变换器高压电源装置
CN207588730U (zh) 适于宽输入和输出电压范围的高效开关电源的pfc母线调压控制电路
CN103595257B (zh) 一种隔离型软开关降压直流变换器及其控制方法
CN114665700A (zh) 正反激-谐振式单级无桥隔离型pfc变换器
CN102412740B (zh) 一种多相ac-dc隔离变换电路及多相ac-dc电源
CN110165921A (zh) 一种具有高输出电压增益开关电感型准z源逆变器
CN114123763A (zh) 一种低纹波软开关Cuk变换器电路及调制方法
Panda et al. A novel technique to reduce the switching losses in a synchronous buck converter
CN115833630A (zh) 填谷电路及其控制方法
CN109039050A (zh) 一种电压型Trans-Z源有源功率因数校正电路
CN214014106U (zh) 一种成本低的单级功率因素校正控制电路及开关电源
Wang et al. A single-stage LED driver based on resonant converter with low-voltage stress
CN108075669B (zh) 带集成级联结构的dc-dc变换器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20210514