專利名稱:帶功率因數(shù)校正的升壓電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種帶功率因數(shù)校正的升壓電路，包括升壓儲(chǔ)能電感、整流模塊、開(kāi)關(guān)模塊、儲(chǔ)能電容、二極管、開(kāi)關(guān)控制器、電流采樣模塊及電壓采樣模塊；所述整流模塊的兩個(gè)輸入端分別連接輸入交流電火線、零線，整流模塊于連接輸入交流電火線端串接有儲(chǔ)能電感，整流模塊的兩個(gè)輸出端分別依次串接有一組二極管及儲(chǔ)能電容形成輸出，所述儲(chǔ)能電容還與輸入交流電零線相連；所述整流模塊的兩個(gè)輸出端間并聯(lián)有串接的開(kāi)關(guān)模塊與電流采樣模塊；所述電壓采樣模塊輸入連接輸出，電壓采樣模塊及電流采樣模塊與開(kāi)關(guān)控制器相連；所述開(kāi)關(guān)控制器與開(kāi)關(guān)模塊相連。本電路簡(jiǎn)單且可達(dá)到降低負(fù)載上電流諧波和失真從而提高功率因數(shù)的目的。
【專利說(shuō)明】帶功率因數(shù)校正的升壓電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種電源電路，尤其是指一種帶功率因數(shù)校正的升壓電路。

【背景技術(shù)】
[0002]在工頻/高頻的線式UPS中，常用到整流電流，其一般均采用單相或三相整流技術(shù)形成，但這也會(huì)帶來(lái)UPS的輸入功率因數(shù)低、輸入電流失真度高(THDI)、輸入電流諧波含量高等不良因數(shù)，進(jìn)而形成對(duì)其它的用電設(shè)備和對(duì)電網(wǎng)干擾大等多種危害存在。雖說(shuō)通過(guò)在UPS輸入端加入濾波器或電抗器有明顯的改善，但是改善后輸入功率因數(shù)一般也小于0.8。而若采用6脈沖/12脈沖移相整流技術(shù)，也存在成本太高的不利因數(shù)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是:提供一種可提高帶載功率因素并同時(shí)具備升壓的帶功率因數(shù)校正的升壓電路。
[0004]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:一種帶功率因數(shù)校正的升壓電路，包括升壓儲(chǔ)能電感、整流模塊、開(kāi)關(guān)模塊、儲(chǔ)能電容、二極管、開(kāi)關(guān)控制器、電流采樣模塊及電壓采樣模塊；所述整流模塊的兩個(gè)輸入端分別連接輸入交流電火線、零線，整流模塊于連接輸入交流電火線端串接有儲(chǔ)能電感，整流模塊的兩個(gè)輸出端分別依次串接有一組二極管及儲(chǔ)能電容形成+BUS、-BUS輸出，所述儲(chǔ)能電容還與輸入交流電零線相連；所述整流模塊的兩個(gè)輸出端間并聯(lián)有串接的開(kāi)關(guān)模塊與電流采樣模塊；所述電壓采樣模塊輸入連接+BUS、-BUS輸出，電壓采樣模塊及電流采樣模塊與開(kāi)關(guān)控制器相連；所述開(kāi)關(guān)控制器與開(kāi)關(guān)模塊相連；
[0005]上述結(jié)構(gòu)中，還包括EMI模塊與切換模塊；輸入交流電火線、零線通過(guò)EMI模塊與切換模塊后連接整流模塊；
[0006]上述結(jié)構(gòu)中，還包括保護(hù)模塊；所述保護(hù)模塊設(shè)串接于輸入交流電火線與整流模塊間；
[0007]上述結(jié)構(gòu)中，所述整流模塊包括由四個(gè)二極管構(gòu)成的全橋式整流器；
[0008]上述結(jié)構(gòu)中，所述儲(chǔ)能電容包括電解電容；
[0009]上述結(jié)構(gòu)中，所述電流采樣模塊包括電流環(huán)；所述開(kāi)關(guān)模塊包括IGBT ;所述電流環(huán)與IGBT串聯(lián)后并聯(lián)于整流模塊的兩個(gè)輸出端間。
[0010]本實(shí)用新型的有益效果在于:通過(guò)設(shè)置升壓儲(chǔ)能電感及儲(chǔ)能電容，在開(kāi)關(guān)模塊的切換下間隔的使得升壓儲(chǔ)能電感及儲(chǔ)能電容通過(guò)輸入充電或?qū)ω?fù)載放電，借由升壓儲(chǔ)能電感及儲(chǔ)能電容本身器件特性從而起到對(duì)外輸出功率因數(shù)調(diào)整及升壓。電路簡(jiǎn)單且可達(dá)到降低負(fù)載上電流諧波和失真從而提高功率因數(shù)的目的。

【附圖說(shuō)明】

[0011]下面結(jié)合附圖詳述本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)
[0012]圖1為本實(shí)用新型的電路原理框圖；
[0013]圖2為本實(shí)用新型的具體實(shí)施示例電路圖；
[0014]圖3為本實(shí)用新型的工作原理示意圖1 ;
[0015]圖4為本實(shí)用新型的工作原理示意圖2 ；
[0016]圖5為本實(shí)用新型的工作原理示意圖3 ;
[0017]圖6為本實(shí)用新型的工作原理示意圖4。

【具體實(shí)施方式】
[0018]為詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所實(shí)現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實(shí)施方式并配合附圖詳予說(shuō)明。
[0019]請(qǐng)參閱圖1，一種帶功率因數(shù)校正的升壓電路，包括升壓儲(chǔ)能電感、整流模塊、開(kāi)關(guān)模塊、儲(chǔ)能電容、二極管、開(kāi)關(guān)控制器、電流采樣模塊及電壓采樣模塊；所述整流模塊的兩個(gè)輸入端分別連接輸入交流電火線、零線，整流模塊于連接輸入交流電火線端串接有儲(chǔ)能電感，整流模塊的兩個(gè)輸出端分別依次串接有一組二極管及儲(chǔ)能電容形成+BUS、-BUS輸出，所述儲(chǔ)能電容還與輸入交流電零線相連；所述整流模塊的兩個(gè)輸出端間并聯(lián)有串接的開(kāi)關(guān)模塊與電流采樣模塊；所述電壓采樣模塊輸入連接+BUS、-BUS輸出，電壓采樣模塊及電流采樣模塊與開(kāi)關(guān)控制器相連；所述開(kāi)關(guān)控制器與開(kāi)關(guān)模塊相連。
[0020]從上述描述可知，本實(shí)用新型的有益效果在于:通過(guò)設(shè)置升壓儲(chǔ)能電感及儲(chǔ)能電容，在開(kāi)關(guān)模塊的切換下間隔的使得升壓儲(chǔ)能電感及儲(chǔ)能電容通過(guò)輸入充電或?qū)ω?fù)載放電，借由升壓儲(chǔ)能電感及儲(chǔ)能電容本身器件特性從而起到對(duì)外輸出功率因數(shù)調(diào)整及升壓。電路簡(jiǎn)單且可達(dá)到降低負(fù)載上電流諧波和失真從而提高功率因數(shù)的目的。
[0021]實(shí)施例1:
[0022]上述結(jié)構(gòu)中，還包括EMI模塊與切換模塊；輸入交流電火線、零線通過(guò)EMI模塊與切換模塊后連接整流模塊。設(shè)置EMI模塊可增強(qiáng)電路的抗電磁干擾能力。而切換模塊則可對(duì)整體電路進(jìn)行通斷的切換。
[0023]實(shí)施例2:
[0024]上述結(jié)構(gòu)中，還包括保護(hù)模塊；所述保護(hù)模塊設(shè)串接于輸入交流電火線與整流模塊間。保護(hù)模塊通?？蛇x用熔斷式保險(xiǎn)絲，從而保護(hù)電路過(guò)流問(wèn)題。
[0025]實(shí)施例3:
[0026]本電路的整流模塊可采用半橋或全橋整流。最佳的，上述結(jié)構(gòu)中，所述整流模塊包括由四個(gè)二極管構(gòu)成的全橋式整流器。采用二極管的全橋式整流器雖不能調(diào)整觸發(fā)初始角，但成本更為低廉且可適應(yīng)本電路應(yīng)用需求。而全橋式整流器能均利用輸入交流電的輸出獲得正弦波的正半部分，具備對(duì)輸入正弦波的利用效率比半波整流高一倍的優(yōu)勢(shì)。
[0027]實(shí)施例4:
[0028]上述結(jié)構(gòu)中，所述儲(chǔ)能電容包括電解電容。
[0029]實(shí)施例5:
[0030]上述結(jié)構(gòu)中，所述電流采樣模塊包括電流環(huán)；所述開(kāi)關(guān)模塊包括IGBT ;所述電流環(huán)與IGBT串聯(lián)后并聯(lián)于整流模塊的兩個(gè)輸出端間。
[0031]參見(jiàn)圖2所示為具體實(shí)施示例的電路圖，其工作時(shí)原理如下:
[0032]I)交流輸入正弦波的波形處于輸入波形的正半軸時(shí)。且開(kāi)關(guān)模塊的IGBT在開(kāi)關(guān)控制器控制下導(dǎo)通時(shí)，電流的回路見(jiàn)圖3。此時(shí)PFC電感(升壓儲(chǔ)能電感)有電流流過(guò)，開(kāi)始儲(chǔ)存能量，PFC電感上電壓極性左邊高于右邊(左正右負(fù))。外接負(fù)載的能量由+BUS輸出上接的電解電容提供能量。當(dāng)開(kāi)關(guān)模塊的IGBT在開(kāi)關(guān)控制器控制下關(guān)斷時(shí)，電流的回路見(jiàn)圖4。PFC電感電壓極性反向，PFC電感的極性為右邊高于左邊(左負(fù)右正)此時(shí)電感電壓疊加到輸入整流后的電壓一部分向?yàn)樨?fù)載的+BUS提供電能，另一部分給+BUS電解電容充電，為下次開(kāi)關(guān)管關(guān)斷時(shí)為負(fù)載提供能量而儲(chǔ)存所需的能量。
[0033]2)交流輸入正弦波的波形處于輸入波形的負(fù)半軸時(shí)。且開(kāi)關(guān)模塊的IGBT在開(kāi)關(guān)控制器控制下導(dǎo)通時(shí)，電流的回路見(jiàn)圖5。此時(shí)PFC電感有電流流過(guò)，開(kāi)始儲(chǔ)存能量，電感電壓極性右邊高于左邊(左負(fù)右正)。負(fù)載的能量由-BUS電解電容提供能量。當(dāng)開(kāi)關(guān)模塊的IGBT在開(kāi)關(guān)控制器控制下關(guān)斷時(shí)，電流的回路見(jiàn)圖6。PFC電感電壓極性反向，電感的極性為左邊高于右邊(左正右負(fù))此時(shí)電感電壓疊加到輸入整流后的電壓一部分向?yàn)樨?fù)載的-BUS提供電能，另一部分給-BUS電解電容充電，為下次開(kāi)關(guān)管關(guān)斷時(shí)為負(fù)載提供能量而儲(chǔ)存所需的能量。
[0034]以上所述僅為本實(shí)用新型的實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的專利范圍，凡是利用本實(shí)用新型說(shuō)明書(shū)及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的【技術(shù)領(lǐng)域】，均同理包括在本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種帶功率因數(shù)校正的升壓電路，其特征在于:包括升壓儲(chǔ)能電感、整流模塊、開(kāi)關(guān)模塊、儲(chǔ)能電容、二極管、開(kāi)關(guān)控制器、電流采樣模塊及電壓采樣模塊；所述整流模塊的兩個(gè)輸入端分別連接輸入交流電火線、零線，整流模塊于連接輸入交流電火線端串接有儲(chǔ)能電感，整流模塊的兩個(gè)輸出端分別依次串接有一組二極管及儲(chǔ)能電容形成+BUS、-BUS輸出，所述儲(chǔ)能電容還與輸入交流電零線相連；所述整流模塊的兩個(gè)輸出端間并聯(lián)有串接的開(kāi)關(guān)模塊與電流采樣模塊；所述電壓采樣模塊輸入連接+BUS、-BUS輸出，電壓采樣模塊及電流采樣模塊與開(kāi)關(guān)控制器相連；所述開(kāi)關(guān)控制器與開(kāi)關(guān)模塊相連。2.如權(quán)利要求1所述的帶功率因數(shù)校正的升壓電路，其特征在于:還包括EMI模塊與切換模塊；輸入交流電火線、零線通過(guò)EMI模塊與切換模塊后連接整流模塊。3.如權(quán)利要求1所述的帶功率因數(shù)校正的升壓電路，其特征在于:還包括保護(hù)模塊；所述保護(hù)模塊設(shè)串接于輸入交流電火線與整流模塊間。4.如權(quán)利要求1所述的帶功率因數(shù)校正的升壓電路，其特征在于:所述整流模塊包括由四個(gè)二極管構(gòu)成的全橋式整流器。5.如權(quán)利要求1所述的帶功率因數(shù)校正的升壓電路，其特征在于:所述儲(chǔ)能電容包括電解電容。6.如權(quán)利要求1所述的帶功率因數(shù)校正的升壓電路，其特征在于:所述電流采樣模塊包括電流環(huán)；所述開(kāi)關(guān)模塊包括IGBT ;所述電流環(huán)與IGBT串聯(lián)后并聯(lián)于整流模塊的兩個(gè)輸出?而間。
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