[发明专利]无桥功率因数校正升压转换器

说明书

技术领域

本发明涉及使用交流（AC）电力作为输入的交流-直流（AC-DC）转换器的AC整流级（全波整流级）和功率因数校正（PFC）升压转换器。

背景技术

在常规的桥式二极管和PFC升压转换器结构中，桥式二极管用于将AC电力输入转换为相同的极性（全波整流），并且PFC升压电路通过桥式二极管执行因数校正和升压。然而，对于大电流，由于桥式二极管的前向压降导致发生导通损耗增加，因而显著降低了整体效率，并且由于可归因于桥式二极管的损耗所导致的桥式二极管的热辐射和封装构造，使转换器的尺寸增加。

在无桥PFC转换器中，由于PFC升压级的接地（GND）悬浮导致发生电磁干扰（EMI）以及PFC电流电压和输入电压的感测误差。这种无桥PFC转换器由于形成通过关断区间开关的体二极管的回路所导致的PFC开关元件的应力增加和效率降低，将会不利于大容量应用。

此外，在相移半无桥式转换器中，由于增加PFC升压级的ON/OFF区间导致发生二极管路径空间，由于场效应晶体管（FET）栅极的悬浮导致控制结构会更加复杂，并且由于效率降低导致效率增益低于常规转换器。

本发明涉及使用AC电力作为输入的AC-DC PFC升压转换器的布局。在这种AC-DC PFC升压转换器中，可消除桥式二极管以消除桥式二极管的全波整流单元，并且升压转换器A可以正相操作，而升压转换器B可以负相操作。为了限制火线与零线之间的电流回路，可采用零电压开关同步电路。

相关技术的上述说明旨在仅帮助理解本发明的相关技术，并且该相关技术不应被解释为承认是本发明所属领域技术人员的现有技术。

发明内容

本发明提供一种使用AC电力作为输入的AC-DC转换器的AC整流级（例如，全波整流级）和功率因数校正（PFC）升压转换器。

根据本发明的一方面，PFC升压转换器可包括：第一电路，其可具有与AC电源连接的第一电感器、第一开关和第一电感器开关；经由第一二极管与第一电路的第一开关并联连接的输出端；第二电路，其可具有与AC电源连接的第二电感器、第二开关和第二电感器开关，第二开关经由第二二极管与输出端并联连接；以及控制器，其配置成在输入AC电源的正相时接通第一电感器开关，并通过接通和断开第一开关而对输出端升压，并且配置成在输入AC电源的负相时接通第二电感器开关，并通过接通和断开第二开关而对输出端升压。

控制器可配置成在输入AC电源的正相时断开第二电感器开关。另外，控制器可配置成在输入AC电源的负相时断开第一电感器开关。控制器可配置成在输入AC电源的正相时接通第一电感器开关，并且接通第一开关以便在第一电感器中积蓄能量或者断开第一开关以便将积蓄的第一电感器的能量传输至输出端。此外，控制器可配置成在输入AC电源的负相时接通第二电感器开关，并且接通第二开关以便在第二电感器中积蓄能量或者断开第二开关以便将积蓄的第二电感器的能量传输至输出端。

根据本发明的另一方面，无桥PFC升压转换器可包括：第一电路，其可具有与AC电源连接的第一电感器、第一开关和第一电感器开关；经由第一辅助开关与第一电路的第一开关并联连接的输出端；第二电路，其可包括与AC电源连接的第二电感器、第二开关和第二电感器开关，第二开关经由第二辅助开关与输出端并联连接；以及控制器，其配置成在输入AC电源的正相时接通第一电感器开关，并通过接通和断开第一开关及第一辅助开关而对输出端升压，并且配置成在输入AC电源的负相时接通第二电感器开关，并通过接通和断开第二开关及第二辅助开关而对输出端升压。

附图说明

本发明的上述和其它目的、特征和优点将从以下结合附图进行的详细说明中更清楚地理解，其中：

图1是根据本发明的示例性实施例的无桥PFC升压转换器的示例性电路图；

图2至图5是示出根据本发明的示例性实施例的无桥PFC升压转换器的操作的示例性视图；并且

图6和图7是根据本发明的其它示例性实施例的无桥PFC升压转换器的示例性电路图。

具体实施方式

尽管示例性实施例被描述为使用多个单元执行示例性处理，然而应当理解示例性处理也可由一个或多个模块执行。另外，应当理解的是，术语控制器/控制单元是指包括存储器和处理器的硬件设备。存储器配置成存储模块，并且处理器具体配置成执行所述模块从而执行以下进一步说明的一个或多个处理。