[发明专利]一种三开关无桥SEPIC PFC变换器

说明书

本发明公开了一种三开关无桥SEPIC PFC变换器，本发明拓扑结构包括3个功率开关管(S₁、S₂、S₃)、两个电感(L₁、L₂)、3个二极管(D₁、D₂、D₃)和两个电容(C、C_o)和1个负载电阻(R)。其中，三个开关管共地，采用同一个控制信号驱动。本发明的优点在于，1、为无桥拓扑结构，相较于传统有桥SEPIC PFC变换器，本发明可以实现更高的效率；2、相较于无桥伪图腾柱SEPIC PFC变换器，本发明效率更优；3、相较于其它无桥SEPIC PFC变换器，本发明拓扑采用的器件数量更少，有利于提高功率密度。

技术领域

本发明涉及一种电源系统的功率因数校正电路设备，特别是涉及一种无桥SEPICPFC变换器拓扑结构，应用于单相电源系统整流及功率因数校正技术领域。

背景技术

SEPIC功率因数校正(PFC)变换器在单相电源系统中得到广泛应用。传统SEPICPFC变换器输入端采用二极管整流桥，其电流流通路径上的半导体器件数量多，半导体器件损耗大，效率不高。为了优化其效率，无桥型SEPIC PFC变换器，通过消除输入二极管整流桥，可有效地降低电流流通路径上的半导体器件数量，进而降低半导体器件损耗，提高电源效率。但是，现有的无桥SEPICPFC变换器普遍存在拓扑结构复杂、磁性器件多、输出电解电容多的缺点，不利于提高功率密度。现有技术公开了一种无桥SEPIC PFC变换器拓扑结构(M.Mahdavi andH.Farzanehfard,“Bridgeless SEPIC PFC rectifier with reducedcomponents and conduction losses,”IEEE Trans.Ind.Electron,vo1.58,no.9,pp.4153-4160,Sep.2011)，该变换器具有拓扑结构简单的优点，但是其半导体器件的导通损耗仍然较高。因此，针对以上现有无桥SEPIC PFC变换器存在的缺陷，构建具有高效率拓扑结构简单的无桥SEPICPFC变换器具有良好的应用潜力与实际工程意义。

发明内容

为了解决现有无桥SEPICPFC变换器存在的技术问题，本发明提出一种三开关管无桥SEPICPFC变换器，具有高效率低拓扑复杂度的优点。在相同的工况下，本发明可实现相比于传统有桥SEPICPFC变换器和现有技术的伪图腾柱无桥SEPICPFC变换器更高的效率。相比于其它现有无桥SEPICPFC变换器，本发明采用更少的元器件数量，特别是大体积的功率电感和电解电容数量更少。

为达到上述发明创造目的，本发明采用如下技术方案：

一种三开关管无桥SEPICPFC变换器，其拓扑结构包括3个功率开关管、两个电感、3个二极管、两个电容和1个负载电阻；

第一电感的一端与交流输入电源相连，第一电感的另一端与第一二极管和第一开关管的公共端相连接；

第二电感的一端与第一电容和第三二极管的公共端相连接，第二电感的另一端与第一开关管、第二开关管、第三开关管、输出电容的公共端相连接；

第一二极管的一端与第一电感和第一开关管的公共端相连接，第一二极管的另一端与第二二极管、第三开关管、第一电容的公共端相连接；

第二二极管的一端与第一二极管、第三开关管、电容的公共端相连接，第二二极管的另一端与输入电源和第二开关管的公共端相连接；

第三二极管的一端与第一电容、第二电感的公共端相连接，第三二极管的另一端与输出电容、负载电阻的公共端相连接；

第一开关管的一端与第一电感、第一二极管的公共端相连接，第一开关管的另一端与第二开关管、第三开关管、第二电感、输出电容的公共端相连接；