单电感三电平无桥功率因数校正变换器查看源代码讨论查看历史

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单电感三电平无桥功率因数校正变换器目前的单相功率因数校正技术普遍采用传统 Boost 型功率因数校正变换器。这种变换器包括两个部分 ：整流桥和 Boost 变换器。整流桥将交变市电整流为单方向电压源； Boost 变换器通过一定控制方法实现功率因数校正。这种单相功率因数校正变换器应用于 全球通用电源输入 (90VAC-264VAC)，能够比较好地实现功率因数校正，但当其工作于低输入电压的应用场合时，这种变换器的损耗会增加很多，主要原因是低输入电压下，通态损耗快速地增加了。随着半导体器件的发展，Boost 变换器的变换效率有了很大的提高，损耗也 可以控制在一个比较低的范围。因此，整流桥的损耗占了传统 Boost 型功率因数变换器的 损耗的大部分 ( 约 30％ -60％ )，尤其是在低输入电压情况下。通过减小整流桥上的损耗是进一步提高变换器效率的比较直接和有效的手段。Boost 型无桥功率因数校正变换器，有 双 Boost 无桥、图腾柱式无桥和采用双向开关的无桥等类型。但这些无桥变换器都需要两 套Boost 电路分别工作于交流输入电压的正、负半周，并只有一个直流母线输出，故器件利用率低、体积庞大、成本高 ；而且，这些无桥变换器或共模干扰大或不能工作于电流连续模式 (CCM)，都需要额外的功率器件如功率二极管和电感等以改进性能，增加了电路的复杂性和成本。

二、技术要点

（解决的技术难题、技术指标等）

本发明涉及低通态损耗的无桥AC/DC功率因数变换器，旨在提供一种单电感三电平无桥功率因数校正变换器。该变换器包括输入电感、Boost臂电路、箝位电路和输出分压电容；Boost臂电路由两个开关管和两个二极管串联而成，两个二极管位于外侧，两个开关管位于内侧；其中二极管DF1的阳极连接到开关S1的漏极，开关S1的源极连接到开关S2的漏极，开关S2的源极连接到二极管DF2的阴极；Boost臂电路开关管的开关操作实现对电感的充放电和输入端的功率因数校正。本发明中的功率因数变换器只需要一个输入电感，能够获得正、负两路的直流母线，具有器件应力低、器件利用率高、导通损耗低、共模干扰低和变换效率高的优点。一种单电感三电平无桥功率因数校正变换器，包括输入电感、Boost 臂电路、箝位电路和输出分压电容，其特征在于： 所述输入电感的一端连接于开关管源极与开关管 漏极的接点，另一端 连接于输入的一端，而输入的另一端则连接于输出分压电容的中点；Boost 臂电路由两个开关管 (S1)、(S2) 和两个二极管 (DF1)、(DF2)串联而成， 两个二极管位于外侧，两个开关管位于内侧 ；其中二极管 (DF1) 的阳极连接到开关 (S1) 的漏 极，开关 (S1) 的源极连接到开关 (S2) 的漏极，开关 (S2) 的源极连接到二极管 (DF2) 的阴极 ； Boost 臂电路 (110) 中开关管的开关操作实现对电感 (Lin) 的充放电和输入端的功率因数校正 ； 所述箝位电路 (120) 由两个二极管 (DS1)、(DS2) 组成，起到箝位和整流作用 ；其中二极 管 (DS1) 连接于输出分压电容 (130) 的中点和二极管 (DF1) 阳极与开关管 (S1) 漏极的接点 之间，二极管 (DS2) 连接于输出分压电容 (130) 的中点和开关管 (S2) 源极与 (DF2) 阴极的接 点之间 ； 所述输出分压电容 (130) 由两个串联的电容 (Co1) 和 (Co2) 组成。

三、成果形式

（专利、著作权、新产品、新技术等）

专利

四、应用领域及应用场景

用于功率校正变换器，将某种电流转换为其他类型电流的电子设备。

五、当前应用成效

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种适用宽电源输入范围的单电感的三电平无桥功率因数校正变换器。本发明已经过实际应用，功率因数变换器只需要一个输入电感，能够获得正、负两路的直流母线，具有器件应力低、器件利用率高、导通损耗低、共模干扰低和变换效率高的优点。

六、应用推广的领域和场景

广泛应用于光电传输设备、通信设备、网络设备、通信电源等。

七、应用推广的价值和前景

（产业带动能力、效率提升能力、市场规模等）

该技术的应用领域广泛，市场空间较大，需要进行行业推广

八、技术优化的方向和途径

在特定应用场景下进行性能优化，提供行业解决方案和产品。