[发明专利]一种单级无桥软开关谐振隔离型功率因数校正电路

说明书

本发明公开了一种无桥软开关谐振隔离型功率因数校正电路及其控制方法，属于电力电子技术领域。功率因数校正电路，包括无桥输入端，所述无桥输入端包括输入电感、第一开关管、第二开关管、第一寄生电容、第二寄生电容、第一整流二极管、第二整流二极管、第一反并联二极管、第二反并联二极管，功率因数校正电路还包括第三开关管、钳位电容、第三反并联二极管、谐振电感、原边电容、隔离变压器、副边电容、副边整流桥、输出电容；在一个开关周期内，采用有源钳位技术，实现主开关管和辅开关管的零电压开通。本发明的电路和控制方法，具有能实现输入输出电压隔离、所需元器件少、转换效率高、控制简单和功率因数高等优点。

技术领域

本发明具体涉及一种单级无桥软开关谐振隔离型功率因数校正电路及其控制方法，属于电力电子技术领域。

背景技术

随着电力电子设备的广泛应用，其对电力系统的谐波污染越来越严重。开发高效率、高功率因数的变换器拓扑及其控制方式已成为研究热点。目前传统隔离型功率因数校正电路采用两级拓扑方案。前级采用低频二极管整流，并结合DC-DC（直流变直流）实现功率因数校正，后级采用高频隔离DC-DC方案，实现电压调节，由于采用两级结构，且输入端采用不控二极管整流，存在元器件较多、转换效率低和输入功率因数低等缺点。

发明内容

因此，本发明针对现有技术中的上述不足，提出一种新型单极隔离方案。

具体的，本发明提供了一种无桥软开关谐振隔离型功率因数校正电路，包括无桥输入端，所述无桥输入端包括输入电感、第一开关管、第二开关管、第一寄生电容、第二寄生电容、第一整流二极管、第二整流二极管、第一反并联二极管、第二反并联二极管，所述无桥软开关谐振隔离型功率因数校正电路还包括第三开关管、钳位电容、第三反并联二极管、谐振电感、原边电容、隔离变压器、副边电容、副边整流桥、输出电容；

输入电感一端连接输入端电源正极，输入电感另一端连接在第一开关管的发射极与第二开关管的集电极之间，输入端电源负极连接在第一整流二极管的阳极与第二整流二极管的阴极之间，第一开关管的集电极依次连接第一整流二极管的阴极、第三开关管的发射极和原边电容，谐振电感连接在原边电容和隔离变压器之间，第二开关管的发射极依次连接第二整流二极管的阳极、钳位电容负极、隔离变压器原边的另一端，第三开关管的集电极连接钳位电容的正极，第一寄生电容、第一反并联二极管均并联在第一开关管的集电极和发射极之间，第二寄生电容、第二反并联二极管均并联在第二开关管的集电极和发射极之间，第三反并联二极管并联在第三开关管的集电极和发射极之间，副边整流桥一端通过副边电容连接变压器副边，副边整流桥另一端连接输出电容。

进一步的，所述副边整流桥包括四个输入整流二极管组成的全桥整流电路。

本发明还提供了一种基于上述一种无桥软开关谐振隔离型功率因数校正电路的软开关控制方法，所述控制方法通过在工作周期内控制开关管导通和关断来实现，所述工作周期具体包括：

第一阶段：

第一开关管和第二主开关管导通，第三开关管关断，输入电感电流线性增加，谐振电感电流增加，但其方向为负，谐振电容电压增加，隔离变压器副边电流为负，副边电容电压减小，且谐振电感电流由负值逐渐增加到零，给输出电容充电，输出电压增加；

第二阶段：

第一开关管和第主开关管保持导通，第三开关管保持关断，输入电感电流保持线性增加，谐振电感电流由负变正，原边电容开始放电，原边电容电压开始减小，隔离变压器副边电流由负变正，副边电容开始充电，副边电容电压升高，输出电容电压升高；

第三阶段：