CN2413296Y - 高效率功率因数校正器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型的高效率功率因数校正器,包括桥式整流电路及由电感Lf、二极管D和主开关K构成的T形电路,还包括有电感Lr、电容Cs、Cr、辅助开关S、二极管Dc、D3、Dm的辅助电路,该功率因数校正器结构简单,由于利用辅助电路中的电感Lr,电容Cr、Cs共同组成谐振回路,既能实现主开关的零电压转移和定频控制,又能实现辅助开关的零电流开关,能有效地提高功率因数校正器的工作效率。
Description
本实用新型涉及一种功率因数校正器。
目前应用脉宽调制(PWM)技术的功率因数校正器具有桥式整流电路及由电感、二极管和主开关构成的T形电路，其中主开关的一端接在电感与二极管的接点上，另一端接地，电感的另一端与整流电路的正电压输出端相连，二极管另一端为校正器输出，电网供给的交流电通过整流，在电感和主开关作用下，通过二极管输出一恒定电压。这种功率因数校正器由于主开关工作在硬开关，电路的损耗较大，故其效率较低。
鉴于上述，本实用新型的目的是提供一种结构简单、工作效率高的高功率因数校正器。
本实用新型的技术解决方案是，在现有的功率因数校正器上接入辅助电路，高功率因数校正器包括桥式整流电路及由电感Lf、二极管D和主开关K这三条支路构成的T形电路，其特征是还包括有电感Lr、电容Cs、Cr、辅助开关S、二极管Dc、D3、Dm的辅助电路，二极管Dm与主开关K反并联，电容Cs和电感Lr的一端共接于T形电路的接点，电容Cs的另一端接地，电感Lr的另一端接二极管Dc及电容Cr，二极管Dc的另一端与二极管D输出端相连，电容Cr的另一端与辅助开关S、反并联二极管D3的电路相连，该并联电路的另一端接地。
工作时，利用辅助电路中的电感Lr，电容Cr，Cs共同组成谐振电路，实现主开关的零电压开通和辅助开关的零电流关断。
以下结合附图对本实用新型作详细描述。
图1是本实用新型构成示意图。
参照图1，本实用新型的高效率功率因数校正器，包括桥式整流电路及由电感Lf、二极管D和主开关K这三条支路构成的T形电路，还包括有电感Lr、电容Cs、Cr、辅助开关S、二极管Dc、D3、Dm的辅助电路，二极管Dm与主开关K反并联，电容Cs和电感Lr的一端共接于T形电路的接点A，电容Cs的另一端接地，电感Lr的另一端接二极管Dc及电容Cr，二极管Dc的另一端与二极管D输出端相连，电容Cr的另一端与辅助开关S、反并联二极管D3的电路相连，该并联电路的另一端接地。
辅助开关S可以采用开关管MOSFET或IGBT。通常，为简化电路，与辅助开关S并联的二极管D3可以是辅助开关内部寄生二极管。与主开关K反并联的二极管Dm也可以是主开关内部寄生二极管。
本实用新型的高效率功率因数校正器的工作过程如下：
假设电路的初始状态为：主开关K关断，电感Lf通过二极管D向负载侧输送能量。谐振电容Cr的初始电压为下正上负，主开关K的吸收电容Cs的电压被钳位在输出电压Vout上。
当辅助开关S在主开关K导通前开通，在电容Cr上的初始电压和输出电压Vout的共同作用下，电感Lr和二极管D之间的换流迅速完成，而后主开关K的吸收电容Cs和电感Lr，电容Cr组成谐振回路，将电容Cs上的电压谐振到零，这时，主开关K的漏极和源极之间电压为零。此后，主开关K的反并联二极管Dm续流导通，保证了主开关K的零电压状态。如果主开关K在二极管Dm续流导通期间开通，就可以实现主开关K的零电压开通。于此同时，电容Cr上的电压逐渐由下正上负变为下负上正，二极管Dc的存在保证了电容Cr上的电压不会高于输出电压Vout。当主开关K导通后，电容Cr，电感Lr，主开关K和辅助开关S上的反并联二极管D3组成谐振回路，进行谐振。若辅助开关S在其反并联二极管导通期间关断，就可以实现零电流关断。当谐振电感Lr的电流谐振为零后，谐振支路恢复到初始状态，退出工作，电路由电感Lf、主开关K、二极管D继续工作，完成一个工作周期。
本实用新型的高效率功率因数校正器结构简单，由于利用辅助电路中的电感Lr，电容Cr、Cs共同组成谐振回路，既能实现主开关的零电压转移和定频控制，又能实现辅助开关的零电流开关，能有效地提高功率因数校正器的工作效率。
Claims (3)
1.高效率功率因数校正器，包括桥式整流电路及由电感[Lf]、二极管[D]和主开关[K]这三条支路构成的T形电路，其特征是还包括有电感[Lr]、电容[Cs]、[Cr]、辅助开关[S]、二极管[Dc]、[D3]、[Dm]的辅助电路，二极管[Dm]与主开关[K]反并联，电容[Cs]和电感[Lr]的一端共接于T形电路的接点[A]，电容[Cs]的另一端接地，电感[Lr]的另一端接二极管[Dc]及电容[Cr]，二极管[Dc]的另一端与二极管[D]输出端相连，电容[Cr]的另一端与辅助开关[S]、反并联二极管[D3]的电路相连，该并联电路的另一端接地。
2.按权利要求1所述的功率因数校正器，其特征是与辅助开关[S]反并联的二极管[D3]是辅助开关内部寄生二极管。
3.按权利要求1所述的功率因数校正器，其特征是与主开关[K]反并联的二极管[Dm]是主开关内部寄生二极管。
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