專利名稱：高效率功率因數(shù)校正器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種功率因數(shù)校正器。
目前應(yīng)用脈寬調(diào)制(PWM)技術(shù)的功率因數(shù)校正器具有橋式整流電路及由電感、二極管和主開關(guān)構(gòu)成的T形電路，其中主開關(guān)的一端接在電感與二極管的接點(diǎn)上，另一端接地，電感的另一端與整流電路的正電壓輸出端相連，二極管另一端為校正器輸出，電網(wǎng)供給的交流電通過整流，在電感和主開關(guān)作用下，通過二極管輸出一恒定電壓。這種功率因數(shù)校正器由于主開關(guān)工作在硬開關(guān)，電路的損耗較大，故其效率較低。
鑒于上述，本實(shí)用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作效率高的高功率因數(shù)校正器。
本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是，在現(xiàn)有的功率因數(shù)校正器上接入輔助電路，高功率因數(shù)校正器包括橋式整流電路及由電感Lf、二極管D和主開關(guān)K這三條支路構(gòu)成的T形電路，其特征是還包括有電感Lr、電容Cs、Cr、輔助開關(guān)S、二極管Dc、D3、Dm的輔助電路，二極管Dm與主開關(guān)K反并聯(lián)，電容Cs和電感Lr的一端共接于T形電路的接點(diǎn)，電容Cs的另一端接地，電感Lr的另一端接二極管Dc及電容Cr，二極管Dc的另一端與二極管D輸出端相連，電容Cr的另一端與輔助開關(guān)S、反并聯(lián)二極管D3的電路相連，該并聯(lián)電路的另一端接地。
工作時(shí)，利用輔助電路中的電感Lr，電容Cr，Cs共同組成諧振電路，實(shí)現(xiàn)主開關(guān)的零電壓開通和輔助開關(guān)的零電流關(guān)斷。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)描述。


圖1是本實(shí)用新型構(gòu)成示意圖。
參照?qǐng)D1，本實(shí)用新型的高效率功率因數(shù)校正器，包括橋式整流電路及由電感Lf、二極管D和主開關(guān)K這三條支路構(gòu)成的T形電路，還包括有電感Lr、電容Cs、Cr、輔助開關(guān)S、二極管Dc、D3、Dm的輔助電路，二極管Dm與主開關(guān)K反并聯(lián)，電容Cs和電感Lr的一端共接于T形電路的接點(diǎn)A，電容Cs的另一端接地，電感Lr的另一端接二極管Dc及電容Cr，二極管Dc的另一端與二極管D輸出端相連，電容Cr的另一端與輔助開關(guān)S、反并聯(lián)二極管D3的電路相連，該并聯(lián)電路的另一端接地。
輔助開關(guān)S可以采用開關(guān)管MOSFET或IGBT。通常，為簡(jiǎn)化電路，與輔助開關(guān)S并聯(lián)的二極管D3可以是輔助開關(guān)內(nèi)部寄生二極管。與主開關(guān)K反并聯(lián)的二極管Dm也可以是主開關(guān)內(nèi)部寄生二極管。
本實(shí)用新型的高效率功率因數(shù)校正器的工作過程如下假設(shè)電路的初始狀態(tài)為主開關(guān)K關(guān)斷，電感Lf通過二極管D向負(fù)載側(cè)輸送能量。諧振電容Cr的初始電壓為下正上負(fù)，主開關(guān)K的吸收電容Cs的電壓被鉗位在輸出電壓Vout上。
當(dāng)輔助開關(guān)S在主開關(guān)K導(dǎo)通前開通，在電容Cr上的初始電壓和輸出電壓Vout的共同作用下，電感Lr和二極管D之間的換流迅速完成，而后主開關(guān)K的吸收電容Cs和電感Lr，電容Cr組成諧振回路，將電容Cs上的電壓諧振到零，這時(shí)，主開關(guān)K的漏極和源極之間電壓為零。此后，主開關(guān)K的反并聯(lián)二極管Dm續(xù)流導(dǎo)通，保證了主開關(guān)K的零電壓狀態(tài)。如果主開關(guān)K在二極管Dm續(xù)流導(dǎo)通期間開通，就可以實(shí)現(xiàn)主開關(guān)K的零電壓開通。于此同時(shí)，電容Cr上的電壓逐漸由下正上負(fù)變?yōu)橄仑?fù)上正，二極管Dc的存在保證了電容Cr上的電壓不會(huì)高于輸出電壓Vout。當(dāng)主開關(guān)K導(dǎo)通后，電容Cr，電感Lr，主開關(guān)K和輔助開關(guān)S上的反并聯(lián)二極管D3組成諧振回路，進(jìn)行諧振。若輔助開關(guān)S在其反并聯(lián)二極管導(dǎo)通期間關(guān)斷，就可以實(shí)現(xiàn)零電流關(guān)斷。當(dāng)諧振電感Lr的電流諧振為零后，諧振支路恢復(fù)到初始狀態(tài)，退出工作，電路由電感Lf、主開關(guān)K、二極管D繼續(xù)工作，完成一個(gè)工作周期。
本實(shí)用新型的高效率功率因數(shù)校正器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，由于利用輔助電路中的電感Lr，電容Cr、Cs共同組成諧振回路，既能實(shí)現(xiàn)主開關(guān)的零電壓轉(zhuǎn)移和定頻控制，又能實(shí)現(xiàn)輔助開關(guān)的零電流開關(guān)，能有效地提高功率因數(shù)校正器的工作效率。
權(quán)利要求1.高效率功率因數(shù)校正器，包括橋式整流電路及由電感[Lf]、二極管[D]和主開關(guān)[K]這三條支路構(gòu)成的T形電路，其特征是還包括有電感[Lr]、電容[Cs]、[Cr]、輔助開關(guān)[S]、二極管[Dc]、[D3]、[Dm]的輔助電路，二極管[Dm]與主開關(guān)[K]反并聯(lián)，電容[Cs]和電感[Lr]的一端共接于T形電路的接點(diǎn)[A]，電容[Cs]的另一端接地，電感[Lr]的另一端接二極管[Dc]及電容[Cr]，二極管[Dc]的另一端與二極管[D]輸出端相連，電容[Cr]的另一端與輔助開關(guān)[S]、反并聯(lián)二極管[D3]的電路相連，該并聯(lián)電路的另一端接地。
2.按權(quán)利要求1所述的功率因數(shù)校正器，其特征是與輔助開關(guān)[S]反并聯(lián)的二極管[D3]是輔助開關(guān)內(nèi)部寄生二極管。
3.按權(quán)利要求1所述的功率因數(shù)校正器，其特征是與主開關(guān)[K]反并聯(lián)的二極管[Dm]是主開關(guān)內(nèi)部寄生二極管。
專利摘要本實(shí)用新型的高效率功率因數(shù)校正器,包括橋式整流電路及由電感Lf、二極管D和主開關(guān)K構(gòu)成的T形電路,還包括有電感Lr、電容Cs、Cr、輔助開關(guān)S、二極管Dc、D3、Dm的輔助電路,該功率因數(shù)校正器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,由于利用輔助電路中的電感Lr,電容Cr、Cs共同組成諧振回路,既能實(shí)現(xiàn)主開關(guān)的零電壓轉(zhuǎn)移和定頻控制,又能實(shí)現(xiàn)輔助開關(guān)的零電流開關(guān),能有效地提高功率因數(shù)校正器的工作效率。
文檔編號(hào)G01R35/00GK2413296SQ0020293
公開日2001年1月3日 申請(qǐng)日期2000年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2000年1月24日
發(fā)明者徐 明 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)