CN114039482B - 一种具有无桥结构的单级谐振式功率因数校正电路 - Google Patents
一种具有无桥结构的单级谐振式功率因数校正电路 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114039482B CN114039482B CN202111308164.7A CN202111308164A CN114039482B CN 114039482 B CN114039482 B CN 114039482B CN 202111308164 A CN202111308164 A CN 202111308164A CN 114039482 B CN114039482 B CN 114039482B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- switching tube
- diode
- main
- tube
- current
- 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
Links
- 238000012937 correction Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 55
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 claims abstract description 27
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 5
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 4
- 229920006926 PFC Polymers 0.000 description 14
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
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
- H02M1/4233—Arrangements for improving power factor of AC input using a bridge converter comprising active switches
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/18—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks
- H02J3/1821—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks using shunt compensators
- H02J3/1835—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks using shunt compensators with stepless control
- H02J3/1842—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks using shunt compensators with stepless control wherein at least one reactive element is actively controlled by a bridge converter, e.g. active filters
-
- 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
-
- 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
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/30—Reactive power compensation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Rectifiers (AREA)
Abstract
本发明公开一种具有无桥结构的单级谐振式功率因数校正电路，包括交流输入源Vin、输入电感L、主开关管S1、主开关管S2、辅开关管S3、钳位电容Cc、谐振电容Cr、谐振电感Lr、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、输出滤波电容C0和电阻R，所述主开关管S1具有寄生电容Cs1和体二极管Ds1，所述主开关管S2具有寄生电容Cs2和体二极管Ds2，所述辅开关管S3具有寄生电容Cs3和体二极管Ds3；该电路采用了单级式结构，与传统的两级式PFC变换器相比，其具有成本低，控制简单，整机效率高等优点。该电路使用了新型的无桥式拓扑电路，有效抑制了网侧电流谐波，降低了电流THD值，与单级全桥PFC变换器相比，无桥PFC变换器的网侧电流谐波更少，其波形更加接近正弦波。
Description
技术领域
本发明涉及电力电子领域，具体涉及一种具有无桥结构的单级谐振式功率因数校正电路。
背景技术
由于工业生产和日常生活中大量的电力电子设备大规模的接入到电网，给电网造成严重的谐波污染，因此功率因数校正(Power Factor Correction，PFC)技术应运而生。而AC/DC变换装置广泛应用于通信电源、不间断电源(Uninterruptible Power Supply，UPS)、电动汽车充电桩、开关电源等单相电路中，可以有效解决电网谐波污染等问题。
传统的隔离型功率因数校正电路采用两级拓扑方案，传统的两级式PFC变换器存在元器件数量较多、转换效率低、变换器体积大、拓扑复杂和成本相对较高的缺点，而且其前后两级电路需要单独控制，增加了控制电路的复杂度。因此单级式PFC备受人们的青睐。为了改善变换器的效率，降低交流输入电流的谐波畸变率和电磁干扰(ElectromagneticInterference，EMI)，有学者提出在单级全桥PFC变换器中加入了软开关技术，这虽然在一定程度上改善了变换器的整机效率并抑制了电流谐波，但由于变换器前端非线性二极管整流桥的存在，单相交流输入电流仍可能发生畸变。针对上述问题，提出了一种具有无桥结构的单级谐振式功率因数校正电路。
发明内容
本发明针对现有技术存在之缺失，提供一种具有无桥结构的单级谐振式功率因数校正电路，其采用新型的无桥式拓扑结构，有效抑制了网侧电流谐波，同时也降低电路复杂度和设备成本。
为实现上述目的，本发明采用如下之技术方案：
一种具有无桥结构的单级谐振式功率因数校正电路，包括交流输入源Vin、输入电感L、主开关管S1、主开关管S2、辅开关管S3、钳位电容Cc、谐振电容Cr、谐振电感Lr、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、输出滤波电容C0和等效电阻R，所述主开关管S1具有寄生电容Cs1和体二极管Ds1，所述主开关管S2具有寄生电容Cs2和体二极管Ds2，所述辅开关管S3具有寄生电容Cs3和体二极管Ds3；
交流输入源Vin的一端与输入电感L的一端连接，输入电感L的另一端连接主开关管S1的发射极和主开关管S2的集电极，主开关管S1的集电极依次连接二极管D1的阴极、辅开关管S3的发射极和谐振电容Cr的一端，谐振电容Cr的另一端依次连接谐振电感Lr的一端和二极管D4的阳极，二极管D4的阴极依次连接输出滤波电容C0的一端和等效电阻R的一端，辅开关管S3的集电极与钳位电容Cc的一端连接，谐振电感Lr的另一端连接二极管D3的阴极，主开关管S2的发射极依次连接二极管D2的阳极、钳位电容Cc的另一端、二极管D3的阳极、输出滤波电容C0的另一端和等效电阻R的另一端，交流输入源Vin的另一端与二极管D1的阳极和二极管D2的阴极连接；工作时，主开关管S1、主开关管S2用相同的PWM信号驱动，而辅开关管S3由与S1、S2互补的PWM信号驱动；通过在工作周期t0-t7内控制主开关管和辅开关管的通断实现电路正常工作，电路在所述工作周期t0-t7内具体包括以下工作模态：
a.时刻t0-t1工作模态1：
当主开关管S2的寄生电容Cs2存储的电能完全释放完时，主开关管S2的体二极管Ds2开始导通，由于主开关管S1的体二极管Ds1也导通，主开关管S1和主开关管S2实现ZVS开通，辅开关管S3处于关断状态，二极管D4正向导，直到谐振电感Lr的电流变为零；
b.时刻t1-t2工作模态2：
当谐振电感Lr的电流变为零时，由于主开关管S1和主开关管S2的门极驱动信号为高电平，主开关管S1和主开关管S2保持导通，辅开关管S3关断，输入电感L线性充电，谐振电容Cr的电流由零开始反向，由谐振电感Lr与谐振电容Cr组成的回路发生谐振，直到谐振电感Lr的电流再次降为零，二极管D3实现零电流关断；
c.时刻t2-t3工作模态3：
当谐振电感Lr的电流再次降为零时，主开关管S2仍处于开通状态，流过主开关管S2的电流等于输入电感L的电流，此时主开关管S2中没有电流，输入电感L的电流继续上升，输出滤波电容C0为负载提供能量，直到主开关管S1和主开关管S2关断；
d.时刻t3-t4工作模态4：
主开关管S2关断，辅开关管S3仍处于关断状态，辅开关管S3的体二极管Ds3开始导通，输入电感L的电流减小并对寄生电容Cs2和钳位电容Cc充电，直到主开关管S2的寄生电容Cs2的电压由零上升到Vcc；
e.时刻t4-t5工作模态5：
主开关管S1和主开关管S2仍为关断状态，辅开关管S3的驱动信号为高电平，辅开关管S3实现零电压开通，辅开关管S3的电流由源极流向漏极，实现软开关；
f.时刻t5-t6工作模态6：
辅开关管S3实现零电压开通时，流过谐振电容Cr的电流等于输入电感L的电流，辅开关管S3的电流从零开始增加，并且辅开关管S3的电流由漏极流向源极，直到辅开关管S3关断；
g.时刻t6-t7工作模态7：
辅开关管S3断开，主开关管S2的寄生电容Cs2开始放电，电压由Vcc降为零，且主开关管S2的体二极管Ds2开始导通，当存储在谐振电感Lr中的能量大于储存在寄生电容Cs2的能量时，主开关管S1的体二极管Ds1导通，主开关管S2实现ZVS开通，下一个开关周期开始。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言：
1)本发明提供了一种具有无桥结构的单级谐振式功率因数校正电路，该电路采用了单级式结构，与传统的两级式PFC变换器相比，其具有成本低，控制简单，整机效率高等优点。
2)针对单级式全桥PFC变换器中由并网侧非线性二极管整流桥造成的电流畸变问题，该电路采用了新型的无桥式拓扑结构，有效抑制了网侧电流谐波，降低了电流THD值。与单级全桥PFC变换器相比，无桥PFC变换器的网侧电流谐波更少，其波形更加接近正弦波。
3)由于加入了软开关技术，功率开关管S1、S2和S3实现了零电压开关，二极管D3实现了零电流开关，降低了开关损耗及二极管的导通损耗，提高了整机效率，改善了电能质量，解决了目前升压型功率因数校正整流器开关导通损耗高、功率开关管寿命短的技术问题。
为更清楚地阐述本发明的结构特征、技术手段及其所达到的具体目的和功能，下面结合附图与具体实施例来对本发明作进一步详细说明：
附图说明
图1是本发明一种具有无桥结构的单级谐振式功率因数校正电路的具体实现电路图；
图2是本发明一种具有无桥结构的单级谐振式功率因数校正电路的理论工作波形图；
图3是本发明一种具有无桥结构的单级谐振式功率因数校正电路的第一工作模态原理图；
图4是本发明一种具有无桥结构的单级谐振式功率因数校正电路的第二工作模态原理图；
图5是本发明一种具有无桥结构的单级谐振式功率因数校正电路的第三工作模态原理图；
图6是本发明一种具有无桥结构的单级谐振式功率因数校正电路的第四工作模态原理图；
图7是本发明一种具有无桥结构的单级谐振式功率因数校正电路的第五工作模态原理图；
图8是本发明一种具有无桥结构的单级谐振式功率因数校正电路的第六工作模态原理图；
图9是本发明一种具有无桥结构的单级谐振式功率因数校正电路的第七工作模态原理图；
图10是本发明一种具有无桥结构的单级谐振式功率因数校正电路的隔离型等效电路图；
图11是本发明一种具有无桥结构的单级谐振式功率因数校正电路的直流输出电压和网侧电压电流的仿真波形图。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的位置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所示，一种具有无桥结构的单级谐振式功率因数校正电路，包括交流输入源Vin、输入电感L、主开关管S1、主开关管S2、辅开关管S3、钳位电容Cc、谐振电容Cr、谐振电感Lr、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、输出滤波电容C0和等效电阻R，所述主开关管S1具有寄生电容Cs1和体二极管Ds1，所述主开关管S2具有寄生电容Cs2和体二极管Ds2，所述辅开关管S3具有寄生电容Cs3和体二极管Ds3；主开关管S1、主开关管S2用相同的PWM信号驱动。
交流输入源Vin的一端与输入电感L的一端连接，输入电感L的另一端连接主开关管S1的发射极和主开关管S2的集电极，主开关管S1的集电极依次连接二极管D1的阴极、辅开关管S3的发射极和谐振电容Cr的一端，谐振电容Cr的另一端依次连接谐振电感Lr的一端和二极管D4的阳极，二极管D4的阴极依次连接输出滤波电容C0的一端和等效电阻R的一端，辅开关管S3的集电极与钳位电容Cc的一端连接，谐振电感Lr的另一端连接二极管D3的阴极，主开关管S2的发射极依次连接二极管D2的阳极、钳位电容Cc的另一端、二极管D3的阳极、输出滤波电容C0的另一端和等效电阻R的另一端，交流输入源Vin的另一端与二极管D1的阳极和二极管D2的阴极连接。
为了验证所述电路的正确性及有效性，使用PSIM软件对该无桥谐振式功率因数校正装置进行了仿真验证，仿真实验参数如下：交流输入电压有效值为220V、输入电感为430uH、谐振电容为6.7uF、谐振电感为5uH、输出电容3000uF、负载为45Ω的电阻。直流输出电压和网侧电压电流的仿真波形如图11所示，直流输出电压无超调且电压纹波较小；交流输入电压和输入电流相位基本一致，功率因数接近于单位1，且电流谐波较少。
变换电路的理论工作波形如图2所示。为简化理论分析，做如下假设：1)由于开关频率远大于市电频率，假设每个开关周期内的交流输入电压Vin均为定值；2)输入电感L、钳位电容Cc、谐振电容Cr、谐振电感Lr和输出滤波电容Co均为理想的元器件，且Cc＞＞Cr；3)输出滤波电容Co和钳位电容Cc足够大，每个开关周期内输出滤波电容电压VCo和钳位电容电压VCc基本保持不变。
该无桥拓扑电路同样在整个交流输入电压的正负半周期，输出电压始终为正极性，因此，为了简化工作原理的分析过程，只对交流输入电压正半周期下的工作原理做出描述，当交流输入电压为负半周期时，工作原理类似。工作时，主开关管S1、主开关管S2用相同的PWM信号驱动，而辅开关管S3由与S1、S2互补的PWM信号驱动；通过在工作周期t0-t7内控制主开关管和辅开关管的通断实现电路正常工作，电路在所述工作周期t0-t7内具体包括以下工作模态：
a.时刻t0-t1工作模态1如图3所示：
当主开关管S2的寄生电容Cs2存储的电能完全释放完时，这一阶段开始，此时，主开关管S2的体二极管Ds2开始导通，由于主开关管S1的体二极管Ds1也导通，主开关管S1和主开关管S2实现ZVS开通，辅开关管S3处于关断状态，二极管D4正向导，直到谐振电感Lr的电流变为零，此时t＝t1。
b.时刻t1-t2工作模态2如图4所示：
在t1时刻，由于主开关管S1和主开关管S2的门极驱动信号为高电平，主开关管S1和主开关管S2保持导通，辅开关管S3关断，输入电感L线性充电，由于谐振电容Cr的电流由零开始反向，由谐振电感Lr与谐振电容Cr组成的回路发生谐振，在t2时刻，谐振电感Lr的电流再次降为零，二极管D3实现零电流关断，主开关管S1和主开关管S2仍保持导通状态
c.时刻t2-t3工作模态3如图5所示：
在t2时刻，主开关管S2仍处于开通状态，谐振电感Lr的电流变为零，流过主开关管S2的电流等于输入电感L的电流，此时主开关管S2中没有电流，输入电感L的电流继续上升，输出滤波电容C0为负载提供能量，当t＝t3时，主开关管S1和主开关管S2关断，这一阶段结束。
d.时刻t3-t4工作模态4如图6所示：
当t＝t3时，主开关管S2关断，辅开关管S3仍处于关断状态，辅开关管S3的体二极管Ds3开始导通，输入电感L的电流减小并对寄生电容Cs2和钳位电容Cc充电，在t4时刻，主开关管S2的寄生电容Cs2的电压由零上升到Vcc。
e.时刻t4-t5工作模态5如图7所示：
在t4时刻，主开关管S1和主开关管S2仍为关断状态，辅开关管S3的驱动信号为高电平，辅开关管S3的体二极管已导通，实现零电压开通，辅开关管S3的电流由源极流向漏极，实现软开关。
f.时刻t5-t6工作模态6如图8所示：
在t5时刻，流过谐振电容Cr的电流等于输入电感L的电流，辅开关管S3的电流从零开始增加，并且辅开关管S3的电流由漏极流向源极，直到辅开关管S3关断，这一阶段结束。
g.时刻t6-t7工作模态7如图9所示：
在t6时刻，辅开关管S3断开，主开关管S2的寄生电容Cs2开始放电，电压由Vcc降为零，且主开关管S2的体二极管Ds2开始导通，当存储在谐振电感Lr中的能量大于储存在寄生电容Cs2的能量时，主开关管S1的体二极管Ds1导通，主开关管S2实现ZVS开通，下一个开关周期开始。
本发明的隔离型等效电路如图10所示，假设变压器T的变比为n:1，结合图1和图10可知，谐振电容Cr＝CpCs/(n2Cp+Cs)。
综上所述，本发明提供了一种具有无桥结构的单级谐振式功率因数校正电路，该电路采用了单级式结构，与传统的两级式PFC变换器相比，其具有成本低，控制简单，整机效率高等优点。针对单级式全桥PFC变换器中由并网侧非线性二极管整流桥造成的电流畸变问题，该电路采用了新型的无桥式拓扑结构，有效抑制了网侧电流谐波，降低了电流THD值。与单级全桥PFC变换器相比，无桥PFC变换器的网侧电流谐波更少，其波形更加接近正弦波。由于加入了软开关技术，功率开关管S1、S2和S3实现了零电压开关，二极管D3实现了零电流开关，降低了开关损耗及二极管的导通损耗，提高了整机效率，改善了电能质量。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，故凡是依据本发明的技术实际对以上实施例所作的任何修改、等同替换、改进等，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (2)
1.一种具有无桥结构的单级谐振式功率因数校正电路，其特征在于，包括交流输入源Vin、输入电感L、主开关管S1、主开关管S2、辅开关管S3、钳位电容Cc、谐振电容Cr、谐振电感Lr、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、输出滤波电容C0和等效电阻R，所述主开关管S1具有寄生电容Cs1和体二极管Ds1，所述主开关管S2具有寄生电容Cs2和体二极管Ds2，所述辅开关管S3具有寄生电容Cs3和体二极管Ds3；
交流输入源Vin的一端与输入电感L的一端连接，输入电感L的另一端连接主开关管S1的发射极和主开关管S2的集电极，主开关管S1的集电极依次连接二极管D1的阴极、辅开关管S3的发射极和谐振电容Cr的一端，谐振电容Cr的另一端依次连接谐振电感Lr的一端和二极管D4的阳极，二极管D4的阴极依次连接输出滤波电容C0的一端和等效电阻R的一端，辅开关管S3的集电极与钳位电容Cc的一端连接，谐振电感Lr的另一端连接二极管D3的阴极，主开关管S2的发射极依次连接二极管D2的阳极、钳位电容Cc的另一端、二极管D3的阳极、输出滤波电容C0的另一端和等效电阻R的另一端，交流输入源Vin的另一端与二极管D1的阳极和二极管D2的阴极连接；
工作时，主开关管S1、主开关管S2用相同的PWM信号驱动，而辅开关管S3由与S1、S2互补的PWM信号驱动；通过在工作周期t0-t7内控制主开关管和辅开关管的通断实现电路正常工作，电路在所述工作周期t0-t7内具体包括以下工作模态：
a.时刻t0-t1的第一种工作模态：
当主开关管S2的寄生电容Cs2存储的电能完全释放完时，主开关管S2的体二极管Ds2开始导通，由于主开关管S1的体二极管Ds1也导通，主开关管S1和主开关管S2实现ZVS开通，辅开关管S3处于关断状态，二极管D4正向导，直到谐振电感Lr的电流变为零；
b.时刻t1-t2的第二种工作模态：
当谐振电感Lr的电流变为零时，由于主开关管S1和主开关管S2的门极驱动信号为高电平，主开关管S1和主开关管S2保持导通，辅开关管S3关断，输入电感L线性充电，谐振电容Cr的电流由零开始反向，由谐振电感Lr与谐振电容Cr组成的回路发生谐振，直到谐振电感Lr的电流再次降为零，二极管D3实现零电流关断；
c.时刻t2-t3的第三种工作模态：
当谐振电感Lr的电流再次降为零时，主开关管S2仍处于开通状态，流过主开关管S2的电流等于输入电感L的电流，此时主开关管S2中没有电流，输入电感L的电流继续上升，输出滤波电容C0为负载提供能量，直到主开关管S1和主开关管S2关断；
d.时刻t3-t4的第四种工作模态：
主开关管S2关断，辅开关管S3仍处于关断状态，辅开关管S3的体二极管Ds3开始导通，输入电感L的电流减小并对寄生电容Cs2和钳位电容Cc充电，直到主开关管S2的寄生电容Cs2的电压由零上升到Vcc；
e.时刻t4-t5的第五种工作模态：
主开关管S1和主开关管S2仍为关断状态，辅开关管S3的驱动信号为高电平，辅开关管S3实现零电压开通，辅开关管S3的电流由源极流向漏极，实现软开关；
f.时刻t5-t6的第六种工作模态：
辅开关管S3实现零电压开通时，流过谐振电容Cr的电流等于输入电感L的电流，辅开关管S3的电流从零开始增加，并且辅开关管S3的电流由漏极流向源极，直到辅开关管S3关断；
g.时刻t6-t7的第七种工作模态：
辅开关管S3断开，主开关管S2的寄生电容Cs2开始放电，电压由Vcc降为零，且主开关管S2的体二极管Ds2开始导通，当存储在谐振电感Lr中的能量大于储存在寄生电容Cs2的能量时，主开关管S1的体二极管Ds1导通，主开关管S2实现ZVS开通，下一个开关周期开始。
2.根据权利要求1所述的一种具有无桥结构的单级谐振式功率因数校正电路，其特征在于电网交流侧为无桥结构，由两个开关管和两个二极管构成。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111308164.7A CN114039482B (zh) | 2021-11-05 | 2021-11-05 | 一种具有无桥结构的单级谐振式功率因数校正电路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111308164.7A CN114039482B (zh) | 2021-11-05 | 2021-11-05 | 一种具有无桥结构的单级谐振式功率因数校正电路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114039482A CN114039482A (zh) | 2022-02-11 |
| CN114039482B true CN114039482B (zh) | 2024-01-30 |
Family
ID=80136453
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111308164.7A Active CN114039482B (zh) | 2021-11-05 | 2021-11-05 | 一种具有无桥结构的单级谐振式功率因数校正电路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114039482B (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114665700B (zh) * | 2022-05-26 | 2022-08-26 | 哈尔滨工业大学 | 正反激-谐振式单级无桥隔离型pfc变换器 |
| CN115173730A (zh) * | 2022-07-08 | 2022-10-11 | 青岛理工大学 | 一种双向功率传输的单级高频隔离变换器安全换流方法 |
| CN115189587B (zh) * | 2022-09-07 | 2022-12-13 | 深圳市恒运昌真空技术有限公司 | 一种三相谐振整流器及其控制方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108183603A (zh) * | 2017-11-09 | 2018-06-19 | 东莞理工学院 | 一种单级无桥软开关谐振隔离型功率因数校正电路 |
| CN110649802A (zh) * | 2019-08-22 | 2020-01-03 | 东莞理工学院 | 一种单级谐振式ac-dc功率因数校正变换装置及其校正方法 |
-
2021
- 2021-11-05 CN CN202111308164.7A patent/CN114039482B/zh active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108183603A (zh) * | 2017-11-09 | 2018-06-19 | 东莞理工学院 | 一种单级无桥软开关谐振隔离型功率因数校正电路 |
| CN110649802A (zh) * | 2019-08-22 | 2020-01-03 | 东莞理工学院 | 一种单级谐振式ac-dc功率因数校正变换装置及其校正方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 有源钳位单级隔离型AC-DC功率因数变换器;张志;《电工技术学报》;第2616-2626页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114039482A (zh) | 2022-02-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN114039482B (zh) | 一种具有无桥结构的单级谐振式功率因数校正电路 | |
| CN108448913B (zh) | 一种单级式基于交错并联无桥pfc电路和llc谐振的隔离型ac-dc变换器 | |
| CN109560711B (zh) | 一种隔离型双向dc-dc变换器及其调制方法 | |
| CN108900100B (zh) | 一种单相高效高频隔离型整流器 | |
| CN105141138B (zh) | 一种倍压式软开关型推挽直流变换器 | |
| CN201352763Y (zh) | 一种移相全桥零电压零电流pwm变换器 | |
| CN102983747A (zh) | 一种全桥组合软开关直流变换器 | |
| CN111490698B (zh) | 一种相位关联zvt磁化电流最小化的辅助谐振换流极逆变器 | |
| CN112436728B (zh) | 一种双向谐振变换器的高效率控制方法 | |
| CN111478611A (zh) | 一种相位关联磁化电流双向复位的辅助谐振换流极逆变器 | |
| CN101860217A (zh) | 具有双边缓冲网络的zvs全桥三电平变换器 | |
| CN112311245B (zh) | 一种双向串联谐振变换器的高频间歇控制系统及方法 | |
| CN115242108A (zh) | 双向推挽/全桥谐振变换器及其控制方法 | |
| CN109245545A (zh) | 一种高电压增益的lcl谐振式直流-直流变换器 | |
| CN109698627B (zh) | 一种基于开关电容器的全桥dc/dc变换器及其调制策略 | |
| CN112821794B (zh) | 单相有源中点钳位三电平软开关逆变器电路及调制策略 | |
| CN114157150A (zh) | 一种高增益的双向y源-llc隔离直流-直流变换器 | |
| CN213846539U (zh) | 一种双向串联谐振变换器的高频间歇控制系统 | |
| CN114285286A (zh) | 一种单级式零电流开关全桥升压直流变换器及其控制方法 | |
| CN106877645B (zh) | 一种零电压转换半无桥功率因数校正变换器 | |
| CN111934576B (zh) | 一种相位关联磁化电流对称复位的辅助谐振换流极逆变器 | |
| CN203482094U (zh) | 一种高效的电源转换装置 | |
| CN109889043B (zh) | 一种用于电晕放电法等离子体污水处理系统的高效脉冲电源 | |
| CN201994843U (zh) | 软开关功率因数校正器 | |
| CN1322660C (zh) | 全桥零电压零电流开关pwm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 | ||
| CB02 | Change of applicant information | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 523000 Room 403, building 2, No. 15, Gongye West Road, Songshanhu Park, Dongguan City, Guangdong Province Applicant after: Guangdong Hengyineng Technology Co.,Ltd. Address before: 523000 Room 403, building 2, No. 15, Gongye West Road, Songshanhu Park, Dongguan City, Guangdong Province Applicant before: Guangdong Hengyi Energy Technology Co.,Ltd. |
|
| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Meng Liwei Inventor after: Xie Di Inventor after: Wang Liangliang Inventor after: Yao Jigang Inventor after: Luo Jianle Inventor after: Mo Linzhen Inventor before: Meng Liwei Inventor before: Xie Di Inventor before: Zhang Zhi Inventor before: Wang Liangliang Inventor before: Yao Jigang Inventor before: Luo Jianle Inventor before: Mo Linzhen |
|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |