[发明专利]带功率因数校正的开关电源

说明书

技术领域

本发明涉及一种电源转换器。

背景技术

现有的单级式变换器是将PFC变换器与DC/DC变换器集成在一个主功率电路中，只有一套控制电路，同时对输入电流整形和对输出电压调节。控制电路只调节输出电压，稳态工作时，在整流桥输出电压周期里其占空比基本不变，要求输入电流能自动跟随输入电压。

单级式变换器结构相对简单，成本低，但是它的功率因子低，电流谐波较大，动态响应速度慢，而且设计较复杂。单级式变换器适用于体积要求小，性能要求不高的场合。

发明内容

发明目的：针对上述问题，本发明的目的是提供一种带功率因数校正的开关电源，适合于对性能要求较高、价格不敏感、中大功率的场合。

技术方案：一种带功率因数校正的开关电源，包括前级的PFC级和后级的DC/DC级，前级变换器实现输入电流整形以减小输入电流谐波，与此同时，将全球输入电压范围的交流电压转换为直流电压，再通过后级变换器实现隔离和变换，得到需要的直流输出电压，并实现对输出电压的快速调节。

实现前级的PFC级的拓扑有：升压变换器、反激变换器、SEPIC变换器等。

实现后级的DC/DC级的拓扑有：反激变换器、正激变换器、半桥变换器和全桥变换器等。

有益效果：与现有技术相比，本发明的优点是具有优良的特性，如输入电流的总谐波失真度一般小于5%，功率因子可以到0.999，由于交流电压转换得到的直流电压近似恒定，DC/DC变换器可以被优化；此外，由于交流电压转换得到的直流电压相对较高，对于一个给定的保持时间可以采用较小的储能电容；功率因子高，电流谐波小，动态响应速度快。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

一种带功率因数校正的开关电源，包括前级的PFC级和后级的DC/DC级，前级变换器实现输入电流整形以减小输入电流谐波，与此同时，将全球输入电压范围的交流电压转换为直流电压，其变化范围一般在380～400V，再通过后级变换器实现隔离和变换，得到需要的直流输出电压，并实现对输出电压的快速调节。

实现前级的PFC级的拓扑有：升压变换器、反激变换器、SEPIC变换器等。升压变换器Boost结构简单，输入电流脉动小，断续、临界连续、连续模式均可以实现PFC功能，技术很成熟，已有针对Boost作为PFC的芯片。反激变换器Flyback结构简单，可以实现电气隔离，但是只适合工作在断续工作模式，输入电流脉动大，往往需要较复杂的EMI滤波设计，只适合于小功率的场合。SEPIC变换器具有输入电流脉动小，电气隔离等优点，但是结构复杂，动态性能比较差，只适合于中小功率场合。

实现后级的DC/DC级的拓扑有：反激变换器、正激变换器、半桥变换器和全桥变换器等。反激变换器体积大，输入电流脉动大，EMI难处理。正变换器需要磁复位电路，是单方向磁化，体积和重量较大。半桥变换器需要增加一个高耐压的电解电容。全桥变换器有四个开关管，对于电源适配器来说，过于复杂，成本的压力比较大。