[发明专利]一种PFC整流装置

说明书

本发明提供了一种PFC整流装置。包括：依次相连的单相输入电源、整流升压调控系统、输出电压校准电路和负载；所述输出电压校准电路包括解耦电容和与所述解耦电容串联的滤波电容。本发明将系统中的二次脉动功率由输出电压校准电路中的解耦电容吸收，使得输出滤波容量大大减小；本发明的PFC整流装置可以输出任意的电压，拓宽了整流装置的应用范围，本发明的PFC整流装置兼具二次脉动功率解耦能力和提供宽输出电压范围的能力。

技术领域

本发明涉及电路调制技术领域，更具体地，涉及一种PFC整流装置。

背景技术

最简单的功率因数校正电路由二极管整流器和DC/DC斩波电路组成，目前已广泛的应用于电动汽车充电器、电子镇流器、LED灯负载等场合中。但是，在进行AC/DC功率变换时，二次脉动功率被注入至负载侧，导致低频输出电压纹波，降低系统性能，还会减少电容、电池等元器件寿命。因此，处理好输入输出端瞬时功率的不平衡，消除二次脉动功率对系统的影响具有现实意义。

无源解耦技术通过增加无源器件的容量来缓冲二次脉动功率，该方法具有简单、容易实施的优点，但是却大大增加了系统的成本、降低了系统的功率密度，并且不利于装置的模块化设计；此外，大容量的电解电容的使用还会限制系统的寿命，降低系统可靠性。另一种可行的方法是有源解耦技术，它利用开关装置将二次脉动功率转移到额外的小电容来避免二次脉动功率的不利影响，不存在无源解耦技术功率密度低、电容容值大等缺点，因而得到广泛的关注和研究。

针对前级为二极管整流器的功率因数校正(Power Factor Correction，PFC)变换器，存在多种有源解耦方案，其中一种是使用两个串联的解耦电容来提供直流电压，并且起到缓解二次脉动功率的作用，但是其能量只能从较低的电容传输至较高的电容中，二次脉动功率没有解耦完全。另一种解耦方案中利用对称半桥电路替代升压PFC电路中的直流电容，可实现完全功率解耦，但这种拓扑只能整流输出高的直流电压，不适用于低电压场合。此外，还有一种方案中将PFC电路和解耦电路合并，虽然减少了开关的使用，但是解耦电容电压很高。

发明内容

本发明提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种PFC整流装置，该整流装置具有二次脉动功率解耦能力和宽输出电压范围的整流器。

本发明提供的PFC整流装置，包括：

依次相连的单相输入电源、整流升压调控系统、输出电压校准电路和负载；所述输出电压校准电路包括解耦电容和与所述解耦电容串联的滤波电容。

优选地，所述输出电压校准电路还包括：

第二IGBT功率器件、第三IGBT功率器件S3和第一电感L1；

所述第二IGBT功率器件S2的集电极与所述解耦电容一端相连，所述第二IGBT功率器件S2的发射极和所述第三IGBT功率器件S3的集电极均与所述第一电感L1的一端相连，所述解耦电容另一端与所述第一电感L1的另一端相连；

所述第三IGBT功率器件S3的发射极分别与所述滤波电容的另一端和所述负载的另一端相连，所述滤波电容的一端分别与所述负载的一端以及所述解耦电容和所述第一电感L1的公共结点相连。

优选地，所述第二IGBT功率器件S2和所述第三IGBT功率器件S3的两端均反并联一个二极管。

优选地，所述解耦电容和所述滤波电容均为薄膜电容。

优选地，所述整流升压调控系统包括二极管整流器和升压变换器；

所述单相输入电源与所述二极管整流器相连，所述二极管整流器与所述升压变换器相连，所述升压变换器与所述输出电压校准电路相连。

优选地，所述二极管整流器包括第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3和第四二极管D4；