[实用新型]一种单相高增益无桥功率因数校正变换器

说明书

技术领域

本实用新型涉及单相功率因数校正的技术领域，尤其是指一种单相高增益无桥功率因数校正变换器。

背景技术

业内习知，开关电源变换器功率大于75W要求在接入电网前级加入功率因数校正变换器，从而减少谐波对电网的污染。应用广泛的传统单相BOOST功率因数校正变换器是单相二极管整流桥与传统BOOST电路组合，而二极管整流桥的导通压降和开关管的硬开关降低了整机的效率，同时传统单相BOOST功率因数校正变换器的稳态增益为1/(1-D)（D为占空比），输入电压不变的前提下，输出电压范围较小。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构合理可靠、性能优越的单相高增益无桥功率因数校正变换器。

为实现上述目的，本实用新型所提供的技术方案为：一种单相高增益无桥功率因数校正变换器，包括有交流输入电源，第一电感，第一二极管，第二二极管，第一开关管及其寄生二极管，第二开关管及其寄生二极管，第三二极管，第二电感，第一电容，第二电容，第四二极管，输出电容；其中，所述交流输入电源的一端接第一电感的一端，其另一端分别与第一开关管的源极和第二开关管的漏极连接；所述第一电感的另一端分别接第一二极管的阳极和第二二极管的阴极；所述第一二极管的阴极分别与第一开关管的漏极、第一电容的一端和第三二极管的阳极连接；所述第一电容的另一端分别与第四二极管的阳极和第二电感的一端连接；所述第二电感的另一端分别与第三二极管的阴极和第二电容的一端连接；所述第四二极管的阴极分别与输出电容的一端和负载一端连接，负载的另一端分别与第二二极管的阳极、第二开关管的源极、第二电容的另一端、输出电容的另一端连接。

所述第一开关管和第二开关管的驱动信号一致。

所述第一开关管和第二开关管为具有逆导特性的功率开关管。

所述第一开关管和第二开关管为带反并联二极管的功率开关管。

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：

1、利用开关管代替原有的整流桥中的两个二极管，在每半个工频周波中，只有一个二极管一直处于通态，提高了变换器的工作效率；

2、在每个工频半周波中，有一个开关管实现零电压开通和关断，另外一个开关管在关断时承受的电压小于输出电压，这也提高了变换器的工作效率；

3、相比于传统单相BOOST功率因数校正变换器，稳态增益高，变换器需要较小的占空比即可输出同样的电压，在同样的输入电压下，本实用新型的输出电压范围更大。

附图说明

图1为本实用新型的电路原理图。

图2为交流输入电压正半周一个开关周期主要元件的电压电流波形图。

图3a为交流输入电压正半周一个开关周期内电路模态图之一。

图3b为交流输入电压正半周一个开关周期内电路模态图之二。

图4为交流输入电压负半周一个开关周期主要元件的电压电流波形图。

图5a为交流输入电压负半周一个开关周期内电路模态图之一。

图5b为交流输入电压负半周一个开关周期内电路模态图之二。

图6为本实用新型的单相高增益无桥功率因数校正变换器与传统单相BOOST功率因数校正变换器的稳态增益对比图。

图7为第一电感的电流I_L1仿真波形。

图8为输出电压V_o和第一开关管的漏源极电压V_S1仿真波形对比图。

图9为第一电感的电流I_L1和输入电压V_in仿真波形图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型作进一步说明。