[发明专利]单级高功率因数电源

说明书

技术领域

本发明属于开关电源，特别是一种高功率因数直流电源。 

背景技术

传统的开关电源是在整流硅桥后直接接一个滤波电容，这种结构会产生大量的非线性电流并污染交流电网，同时它对电网所传送的电力利用率较低。为了减少非线性电流，并达到国际标准ENG1000-3-2，人们提出各种各样的方法来提高功率因数，其中有无源功率因数校正电路，其功率因数在80％--90％之间；还有一种是有源功率因数校正线路，此种线路功率因数可达99％。有源线路最成功的是二阶功率校正线路，其原理是先将整流后的波动直流电的电压提高到特定的电压，并形成稳定的直流电压后，再将此直流电变换成我为输出直流电。此线路也存在着一些缺点，一、它开始工作时有较大的冲击电流；二、它将现有的电压提升，从而增加了对后续功率转换元件的要求(即开关管的要求)，目前高功率因数电源的损坏多属于这个原因；三、由于增加了一阶线路也增加了电源的自身损耗。此外人们还提出许多单阶高功率因数电源，这些线路多数以牺牲线路可靠性为代价，是不可取的。本人提出一种稳定可靠、高效节能并成本低的高功率因数直流电源。 

发明内容

本发明的目的是提供一种稳定、高效并成本低的高功率因数(PFC)直流电源。 

本发明的基本原理是利用正激式变压器的初级线圈与主变压器初级线圈串联。将串联电路一部分电能用来校正电流输入波形并将串联电路大部分电能转换成次级电能。本发明不局限于具体的线路，根据本发明原理可以设计出多种不同的线路都应属于本发明后附的权利要求的保护范围 

附图说明

图1、是本发明单级正激式或反激式单管高功率因数直流电源(单管高功率因数电路)。 

图2、是本发明半桥或全桥及LLC高功率因数电路。 

图2a、半桥或全桥及LLC高功率因数电路的三种连接方式。 

图3、是本发明110V半桥或全桥及LLC高功率因数电路。 

图4、是单管高功率因数初级电路。 

图5、是半桥高功率因数初级电路。 

图6、是输入电流波形图。 

单管高功率因数直流电源(图1) 

具体连接方式是 

参考图1、 

整流桥BD10输入两端接工频交流电源； 

第一电容C10并接在两端。 

电感L10的第一接线端接整流桥BD10输出的正极； 

第一二极管D10的阳极接电感L10的第二接线端； 

第二二极管D11的阳极接电感L10的第二接线端； 

正激式变压器T10有二个线圈，正激式变压器的初级线圈和正激式变压器的校正线圈，校正线圈的第一接线端接第一二极管D10的阴极，其第二接线端接第二二极管D11的阴极，第二电容C11的正极端接正激式变压器的校正线圈第二接线端及第二二极管D11的阴极，第二电容C11的负极端接整流桥BD10输出负极端； 

正激式变压器的初级线圈第二接线端接第二电容C11的正极端，正激式变压器的初级线圈 第一接线端串接主变压器的初级线圈。 

其工作原理如下： 

当开关电源的开关管导通时，电容C11的放电电流通过正激式变压器T10的初级线圈，主变压器T11初级及开关管，同时输入电流通过电感L10，正激式变压器的校正线圈及第一二极管D10给第二电容C11充电。开关电源的开关管断开时，输入电流通过电感L10及第二二极管D11继续给第二电容C11. 

电感L10，正激式变压器的校正线圈和第一二极管D10组成的电路及第二电容C11的串联电路可以有不同的连接顺序。 

正激式变压器的校正线圈与正激式变压器的初级线圈的匝数比为2-3∶1。 

电感L10的取值较小，电感L10一般选在使得继流二管D11在开关管导通时已经关断以避勉继流二管D11产生大的反向电流通过继流二管D11。同时有足够储能。 

半桥或全桥及LLC高功率因数电路(图2) 

具体连接方式是 

参考图2、 

具体连接方式是： 

第一电容C20并接在两端； 

电感L20的第一接线端接整流桥BD20输出的正极； 

第一二极管D20的阳极接电感L20的第二接线端； 

第二二极管D21的阳极接电感L20的第二接线端；