[发明专利]一种非隔离式Buck-Boost无桥PFC变换器系统

说明书

本发明公开了一种非隔离式Buck‑Boost无桥PFC变换器系统，包括非隔离式Buck‑Boost无桥PFC变换器电路和控制电路，其中：所述无桥PFC变换器电路包括输入交流电源V_ac，功率电感L1与功率电感L2、不带反并联二极管的IGBT S1、不带反并联二极管的IGBT S2、二极管D1、二极管D2，快恢复二极管D3、快恢复二极管D4、输出滤波电容C以及负载电阻R；所述控制电路包括输入电压检测模块、输出电压采样模块、L1电感电流检测模块、L2电感电流检测模块、第一驱动电路模块、第二驱动电路模块、电感电流平均值模块、PWM驱动信号模块、第一比较器、第二比较器、锯齿波发射器和误差放大器。本发明有效的提高了整机效率，降低了后级器件的电压应力，可以使用耐压更低的器件，降低了成本。

技术领域

本发明涉及AC/DC技术领域，具体涉及一种非隔离式Buck-Boost无桥PFC变换器系统。

背景技术

随着电力电子技术快速发展，开关电源设备在各个行业的应用。但是接入电网的开关电源设备成为了向电网注入高次电流谐波的主要来源。高次电流谐波已经严重影响了电网电能质量、传输效率还有电网上其他设备的正常运行。功率因数校正(Power FactorCorrection,PFC)作为一种抑制高次谐波电流和提高功率因数的有效方法，已经成为中大功率电子设备不可或缺的关键部分。

功率因素校正电路可以分为无源功率因素校正(PPFC)和有源功率因素校正(APFC)。有源功率因素校正电路因为体积小、功率因素高，从而大规模的应用在功率因素校正电路中。常用的功率因素校正是升压有源功率因素校正整流器即Boost APFC,具有结构简单等特点，但是在宽范围输入电压的情况下，输入电压低时效率低于输入电压高的效率，同时输出电压较高，对后级设备器件电压应力要求较高，要使用耐压更高的器件，从而增加了器件的成本。

为了解决Boost APFC整流器带来的问题，有人提出了Buck-Boost PFC变换器，Buck-Boost PFC变换器主电路一般由全桥整流电路连接Buck-Boost电路而成，然而，由于前级整流桥的存在，整流时有两个二极管同时导通，导致导通损耗比较高，特别是在低压大功率时，整流二极管的导通损耗更加明显，这大大限制了变换器整机效率的提高。

发明内容

本发明的目的是提供一种非隔离式Buck-Boost无桥PFC变换器系统，相比传统有桥Buck-Boost PFC变换器，损耗进一步减少，利用Buck-Boost拓扑电路结构，实现低总谐波失真、高功率因数还有高效率。

为了实现上述任务，本发明采用以下技术方案：

一种非隔离式Buck-Boost无桥PFC变换器系统，包括非隔离式Buck-Boost无桥PFC变换器电路和控制电路，其中：

所述无桥PFC变换器电路包括输入交流电源V_ac，功率电感L1与功率电感L2、不带反并联二极管的IGBT S1、不带反并联二极管的IGBT S2、二极管D1、二极管D2，快恢复二极管D3、快恢复二极管D4、输出滤波电容C以及负载电阻R；

IGBT S1的发射极与二极管D1的阳极及所述输入交流电源V_ac的一端连接；IGBT S2的发射极与二极管D2的阳极及所述输入交流电源V_ac的另一端连接；所述二极管D1的阴极与快恢复二极管D3的阴极以及功率电感L1的上端连接；所述二极管D2的阴极与快恢复二极管D4的阴极以及功率电感L2的上端连接；所述快恢复二极管D3的阳极、快恢复二极管D4的阳极与输出滤波电容C的阴极、负载电阻R的上端连接，IGBT S1的集电极、IGBT S2的集电极、功率电感L1的下端、功率电感L2的下端及输出滤波电容C的阳极共地，负载电阻R的两端产生输出电压V_out；