專(zhuān)利名稱(chēng)：?jiǎn)渭?jí)功率因數(shù)校正變換器電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及單級(jí)功率因數(shù)校正變換器電路，屬于開(kāi)關(guān)電源技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
公知的單級(jí)功率因數(shù)校正變換器見(jiàn)《電源技術(shù)應(yīng)用》雜志2004年2月刊登的"改進(jìn) 的單級(jí)功率因數(shù)校正AC/DC變換器拓?fù)渚C述"一文和2004年11月IO號(hào)公開(kāi)的"一種單 級(jí)功率因數(shù)校正電路"發(fā)明專(zhuān)利說(shuō)明書(shū)，公開(kāi)號(hào)為CN1545192A。它們的優(yōu)點(diǎn)是控制電路 簡(jiǎn)單，成本略低。前文的缺點(diǎn)是開(kāi)啟電源時(shí)浪涌電流大，主電路復(fù)雜，成本高，貯能電 容器，開(kāi)關(guān)器件電壓應(yīng)力高，功耗大；后文的缺點(diǎn)是，主電路復(fù)雜，成本高，輸出100Hz 紋波電壓大，開(kāi)啟電源時(shí)浪涌電壓高。這滿(mǎn)足不了某些場(chǎng)合降低成本，減小體積提高效 率的需要，如在家電、辦公自動(dòng)化設(shè)備電源、充電器、電子鎮(zhèn)流器等產(chǎn)品中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是要提供一種單級(jí)功率因數(shù)校正變換器電路，該變換器電路的主電路 簡(jiǎn)單，能消除開(kāi)啟電源時(shí)浪涌電流，開(kāi)關(guān)功耗小，效率高，成本低。
本發(fā)明的總構(gòu)思是把開(kāi)關(guān)變壓器的漏磁能量、部分激磁能量(反激式開(kāi)關(guān)電源)或 全部激磁能量(正激式開(kāi)關(guān)電源)或輔助貯能電感貯存的能量通過(guò)一定的電路形式收集 起來(lái)，當(dāng)市電電壓瞬時(shí)值小于某一電壓時(shí)，再供給負(fù)載，以達(dá)到提高開(kāi)關(guān)電源效率、功 率因數(shù)、降低開(kāi)關(guān)電源成本之目的。
本發(fā)明的目的"這樣實(shí)現(xiàn)的該變換器包括整流橋和變壓器，變壓器次級(jí)繞組接有 輸出整流濾波電路，市電兩端分接整流橋兩交流輸入端，整流橋正輸出端接變壓器初級(jí) 繞組上端，變壓器初級(jí)繞組下端與整流橋負(fù)輸出端之間接開(kāi)關(guān)，第一二極管負(fù)極接于整 流橋正輸出端，第一二極管正極與整流橋負(fù)輸出端之間接有第二二極管和變壓器第二繞 組組成的串聯(lián)電路，貯能電容正極接于串聯(lián)電路與第一二極管正極之間的接點(diǎn)，貯能電 容負(fù)極接于整流橋負(fù)輸出端。
本發(fā)明的目的也可這樣實(shí)現(xiàn)該變換器包括整流橋和變壓器，變壓器次級(jí)繞組接有
輸出整流濾波電路，市電兩端分接整流橋兩交流輸入端，整流橋正輸出端接變壓器初級(jí) 繞組上端，變壓器初級(jí)繞組下端與整流橋負(fù)輸出端之間接開(kāi)關(guān)，第一二極管負(fù)極接于整 流橋正輸出端，第一二極管正極與整流橋負(fù)輸出端之間接有第二二極管和變壓器第二繞 組組成的串聯(lián)電路，貯能電容負(fù)極接于串聯(lián)電路與第一二極管正極之間的接點(diǎn)，貯能電
容iH極接于變壓器初級(jí)繞組下端與開(kāi)關(guān)之間的接點(diǎn)。
本發(fā)明的目的乂可以這樣實(shí)現(xiàn)該變換器包括整流橋和變壓器，變壓器次級(jí)繞組接 有輸出整流濾波電路，市電兩端分接整流橋兩交流輸入端，整流橋正輸出端接變壓器初 級(jí)繞組上端，變壓器初級(jí)繞組下端與整流橋負(fù)輸出端之間接有串聯(lián)的開(kāi)關(guān)和輔助貯能電
感，整流橋正輸出端與整流橋負(fù)輸出端之間接有串聯(lián)的二極管電路，貯能電容正極接于 二極管電路中的第一二極管正極和第二二極管負(fù)極之間的接點(diǎn)，貯能電容負(fù)極接于開(kāi)關(guān) 和輔助貯能電感之間的接點(diǎn)，變壓器初級(jí)繞組下端與整流橋負(fù)輸出端之間接有能量再生 電容。
所述的能量再生電容一端接于變壓器初級(jí)繞組下端，另一端接于二極管電路中的第 二二極管正極和第三二極管負(fù)極之間的接點(diǎn)，第三二極管正極接整流橋負(fù)輸出端。
本發(fā)明的目的還可以這樣實(shí)現(xiàn)該變換器包括整流橋和變壓器，變壓器次級(jí)繞組接 有輸出整流濾波電路，市電兩端分接整流橋兩交流輸入端，整流橋正輸出端接變壓器初 級(jí)繞組上端，變壓器初級(jí)繞組下端與整流橋負(fù)輸出端之間接有串聯(lián)的輔助貯能電感和開(kāi) 關(guān)，變壓器初級(jí)繞組下端與整流橋負(fù)輸出端之間接有能量再生電容，第一二極管負(fù)極接 于整流橋正輸出端，第一二極管正極與整流橋負(fù)輸出端之間接有第二二極管和變壓器第 二繞組組成的串聯(lián)電路，貯能電容的負(fù)極接于第一二極管正極與串聯(lián)電路之間的接點(diǎn)， 貯能電容的正極接于輔助貯能電感和開(kāi)關(guān)之間的接點(diǎn)。
本發(fā)明的目的亦可以這樣實(shí)現(xiàn)該變換器包括整流橋和變壓器，變壓器次級(jí)繞組接 有輸出整流濾波電路，市電兩端分接整流橋兩交流輸入端，整流橋正輸出端與變壓器初 級(jí)繞組上端之間連接有串聯(lián)的輔助貯能電感和開(kāi)關(guān)，整流橋正輸出端與變壓器初級(jí)繞組 上端之間接有能量再生電容，整流橋正輸出端與整流橋負(fù)輸出端之間接有兩個(gè)串聯(lián)的二 極管，整流橋負(fù)輸出端與變壓器初級(jí)繞組下端相接，貯能電容的負(fù)極接于串聯(lián)的第一二 極管正極和第二二極管負(fù)極之間的接點(diǎn)，貯能電容的正極接于輔助貯能電感和開(kāi)關(guān)之間 的接點(diǎn)。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是電路簡(jiǎn)單，成本低，本身能消除開(kāi)啟電源時(shí)產(chǎn)生的浪涌電流，把貯 能電容上的電壓降到250V以下，把變壓器中漏磁能量回收再行利用，提高了電源效率。 能做到使市電輸入電流沒(méi)有死區(qū)，工作在連續(xù)導(dǎo)電模式，提高了電源的功率因數(shù)，減小 了電磁干擾，使開(kāi)關(guān)器件在準(zhǔn)零電壓狀態(tài)關(guān)斷，零電流狀態(tài)下開(kāi)通，降低了開(kāi)關(guān)電源功
耗，且能使輸出電壓100Hz紋波降至50mv以下。既可隔離輸出，也可不隔離輸出。特別 適用做中小功率開(kāi)關(guān)電源，如家電、辦公自動(dòng)化設(shè)備中的電源、充電器、電子鎮(zhèn)流器等
力口 廣RR o


圖1是本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施例的電路圖。 圖2是本發(fā)明第二個(gè)實(shí)施例的電路圖。 圖3是本發(fā)明第三個(gè)實(shí)施例的電路圖。 圖4是本發(fā)明第四個(gè)實(shí)施例的電路圖。 圖5是本發(fā)明第五個(gè)實(shí)施例的電路圖。 圖6是本發(fā)明第六個(gè)實(shí)施例的電路圖。
具體實(shí)施例方式
在圖1中，市電V,的兩端分接整流橋Q兩交流輸入端，整流橋Q正輸出端、變壓器 T初級(jí)繞組N^上端、第一二極管D,負(fù)極匯接；第一二極管D,正極、貯能電容CB的正極、 第二二極管D2 (正極向下)與變壓器T第二繞組N,2串聯(lián)電路上端匯接，變壓器T初級(jí)繞 組Np,下端、開(kāi)關(guān)S上端匯接；開(kāi)關(guān)S下端、貯能電容CB負(fù)極、第二二極管D2與變壓器T 第二繞組N,2串聯(lián)電路下端、整流橋Q負(fù)輸出端匯接。開(kāi)關(guān)變壓器T的次級(jí)繞組Ns接有 輸出整流濾波電路，在不需要隔離而要交流輸出時(shí)，去掉變壓器T次級(jí)繞組Ns，在電路 中的A、 B兩點(diǎn)接交流負(fù)載Rz (Rz可作為電子鎮(zhèn)流器中的點(diǎn)火、鎮(zhèn)流和燈電路組合負(fù)載或 其它交流負(fù)載)。
該實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)是電路簡(jiǎn)單，使貯能電容CB上的電壓降到250V以下，消除了開(kāi)啟電 源時(shí)的浪涌電流。
工作過(guò)程為了說(shuō)明方便，設(shè)電路工作于反激狀態(tài)，貯能電容CB上己有一定電壓， 整流橋Q、第一二極管D,、第二二極管D2、開(kāi)關(guān)S在通態(tài)條件一壓降可忽略不計(jì)，以市 電電壓瞬時(shí)值Vi是小于或大于貯能電容CB上的電壓V④即Vi〈VeB， Vi〉VeB，兩個(gè)階段進(jìn)行 說(shuō)明。
1. Vi〈VcB
開(kāi)關(guān)S開(kāi)通因Vi〈VeB，第一二極管D，導(dǎo)通，整流橋Q被反向阻斷，市電輸入電流 為零，貯能電容CB通過(guò)第一二極管D,、變壓器T初級(jí)繞組Npl、開(kāi)關(guān)S回路使變壓器T 貯能。
開(kāi)關(guān)S關(guān)斷變壓器T貯存能量經(jīng)其次級(jí)繞組Ns傳給輸出端，建立輸出電壓V',。此 時(shí)如貯能電容CB上的電壓V^小于或等于變壓器第二繞組Np2上的電壓V秘，VNp2= (Np2/Ns) V ，變壓器T第二繞組Np2經(jīng)第二二極管D2、貯能電容CB把變壓器中漏磁能量(通過(guò)Np,、 Np2緊耦合)和部分激磁能量送入貯能電容CB，使變壓器T在開(kāi)關(guān)S開(kāi)通時(shí)貯存的能量沒(méi) 有全部傳給輸出端，使輸出電壓中100Hz紋波電壓增大。故該實(shí)施例不宜做對(duì)輸出紋波 電壓要求較高的反激式開(kāi)關(guān)電源。到此該電路在Vi〈VeB條件下完成一個(gè)工作周期。
2. Vi〉VCB
開(kāi)關(guān)S開(kāi)通因V,〉Vub，第一二極管D1截止，市電電壓Vi通過(guò)整流橋Q、變壓器T 初級(jí)繞組Np,、開(kāi)關(guān)S回路使變壓器T貯能，產(chǎn)生市電輸入電流。
開(kāi)關(guān)S關(guān)斷市電輸入電流為零，變壓器T貯存的市電能量經(jīng)其次級(jí)繞組Ns直接傳 給輸出端建立輸出電壓V。，提高了電源效率。此時(shí)如貯能電容"上的電壓U、于或等 于變壓器第二繞組Np2上的電壓V^， VNp2= (Np2/Ns) V。，則變壓器T第二繞組Np2經(jīng)第二 二極管D,、貯能電容CB把變壓器中漏磁能量和部分激磁能量送入貯能電容CB，如貯能電 容Q上的電壓V。,大于變壓器T第二繞組l上電壓VNp2，只有變壓器T中漏磁能量給貯能 電容CB充電。使Vcb略大于V，。等到Vi〈VeB時(shí)再向輸出端供電。變壓器T繞組Np2/Ns比值 決定了貯能電容CB上的電壓高低，也就決定了市電輸入電流導(dǎo)通寬度，即決定了該電路 的功率因數(shù)。從以上分析可知在Vi〉VeB條件下市電輸入電流存在且不連續(xù)。到此本電路
在Vi〉VeB條件下又完成了另一個(gè)工作周期。
在圖2中，市電Vi的兩端分接整流橋Q兩交流輸入端，整流橋Q正輸出端、變壓器 T初級(jí)繞組Np,上端、第一二極管D,負(fù)極匯接；第一二極管01正極、貯能電容CB的負(fù)極、 第二二極管D2 (正極向下)與變壓器T第二繞組Np2串聯(lián)電路上端匯接，變壓器T初級(jí)繞 組Np,下端、貯能電容U正極、開(kāi)關(guān)S上端匯接，開(kāi)關(guān)S下端、第二二極管D2與變壓器T 第二繞組Np2串聯(lián)電路下端、整流橋Q負(fù)輸出端匯接，變壓器T次級(jí)繞組Ns接有輸出整 流濾波電路，在不需要隔離而要交流輸出時(shí)，去掉變壓器T次級(jí)繞組Ns，在電路中的A、 B兩點(diǎn)接交流負(fù)載Rz。
該實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)是不需要變壓器T繞組間緊耦合就能把變壓器T中的漏磁能量直接 存入貯能電容CB中。
工作過(guò)程為了說(shuō)明方便，設(shè)電路工作于反激狀態(tài)，貯能電容CB上已有一定電壓， 整流橋Q、第一二極管D,、第二極管D2、開(kāi)關(guān)S在通態(tài)條件一壓降可忽略不計(jì)，以市電 電壓瞬時(shí)值Vi小于或大于變壓器T初級(jí)繞組NP'上的電壓VNpl， VNpl=(Npl/Np2)VCB，即Vi〈V一， Vi〉V一兩個(gè)階段進(jìn)行說(shuō)明。
1. Vi<VNp,
開(kāi)關(guān)S開(kāi)通因Vi〈V職，整流橋Q被反向阻斷，市電輸入電流為零。貯能電容CB經(jīng) 開(kāi)關(guān)S、變壓器T第二繞組N^第二二極管D2回路給變壓器T貯能。
開(kāi)關(guān)S關(guān)斷變壓器T貯存的能量經(jīng)其次級(jí)繞組Ns傳給輸出端建立輸出電壓V。，此 時(shí)如貯能電容G,上的電壓Vcj、于或等于變壓器T初級(jí)繞組Np,上的電壓VNpl， VnpI=(NpI/Ns) V ，即Va,《V,，則變壓器T初級(jí)繞組Np,經(jīng)貯能電容CB、第一二極管D1回路把變壓器T 中漏磁能量和部分激磁能量送入貯能電容CB，使變壓器T在開(kāi)關(guān)S開(kāi)通時(shí)貯存的能量沒(méi) 有全部傳給輸出端，使輸出電壓Vn中的100Hz紋波電壓增大，故該實(shí)施例不宜做對(duì)輸出 紋波電壓要求較高的反激式開(kāi)關(guān)電源。到此該電路在、〈V職條件下完成一個(gè)工作周期。
2. Vi〉VNpl
開(kāi)關(guān)S開(kāi)通因V,V—，市電電壓V,通過(guò)整流橋Q、開(kāi)關(guān)變壓器T初級(jí)繞組Np,、開(kāi) 關(guān)S回路使變壓器T貯能，產(chǎn)生市電輸入電流。
開(kāi)關(guān)S關(guān)斷變壓器T貯存的市電能量經(jīng)其次級(jí)繞組Ns直接傳給輸出端建立輸出電
壓V。，提高了電源效率。此時(shí)如貯能電容CB上的電壓VeB小于或等于變壓器T初級(jí)繞組
Np,上的電壓V,， VNpl= (Npl/Ns) V')，變壓器T初級(jí)繞組Np,經(jīng)貯能電容CB、第一二極管Dl 回路把變壓器T中漏磁能量和部分激磁能量送入貯能電容CB。此時(shí)如V^大于變壓器T 初級(jí)繞組Np,上電壓V一， VNl',= (Npl/Ns) V ，只有變壓器T中漏磁能量給貯能電容CB充電。 使VeB略大于V^。變壓器T繞組.NpyNs比值決定了貯能電容CB上的電壓高低，而Q上的 電壓和變壓器T繞組N乂Np2比值決定了市電輸入電流導(dǎo)通寬度，即決定了該電路的功率 因數(shù)大小。從以上分析可知，在Vi〉V一條件下市電輸入電流存在且不連續(xù)。到此本電路 在V,〉V一條件下又完成了另一個(gè)工作周期。
在圖3中，市電Vi的兩端分接整流橋Q兩交流輸入端，整流橋Q正輸出端、第一二 極管D1負(fù)極、變壓器T初級(jí)繞組Np,上端匯接；第一二極管D,正極、第二二極管D2負(fù)極、 貯能電容CB的正極匯接，變壓器T初級(jí)繞組Nw下端、開(kāi)關(guān)S上端、能量再生電容"的 右端匯接，開(kāi)關(guān)S下端、貯能電容CB的負(fù)極、輔助貯能電感L的右端匯接，第二二極管 D2正極、第三二極管D:,負(fù)極、能量再生電容Cs的左端匯接，整流橋Q的負(fù)輸出端、第三 二極管D:,正極、輔助貯能電感Ls左端匯接，變壓器T次級(jí)繞組Ns接有輸出整流濾波電路， 在不需要隔離而要交流輸出時(shí)，去掉變壓器T次級(jí)繞組Ns，在電路中的A、 B兩點(diǎn)接交 流負(fù)載Rz。
該實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)是，使開(kāi)關(guān)在準(zhǔn)零電壓狀態(tài)下關(guān)斷，零電流狀態(tài)下開(kāi)通，減小了開(kāi) 關(guān)電源功耗，使市電輸入電流工作在連續(xù)導(dǎo)電模式，在過(guò)零附近無(wú)死區(qū)，進(jìn)一步提高了 開(kāi)關(guān)電源的功率因數(shù)，把輸出電壓100Hz紋波電壓降到50mv以下。
工作過(guò)程為了說(shuō)明方便，設(shè)電路工作于反激狀態(tài)，貯能電容Ce上已有一定電壓， 整流橋Q、第一二極管D卜第二二極管D2、第三二極管D3、開(kāi)關(guān)S在通態(tài)條件一壓降可 忽略不計(jì)，以市電電壓瞬時(shí)值Vi大于或小于貯能電容Q上的電壓Vra，即Vj〉V吣VXVcb 兩個(gè)階段進(jìn)行說(shuō)明。
1. V'〉Vcb
開(kāi)關(guān)S開(kāi)通因V,〉Va，第一二極管D1截止，市電電壓V,通過(guò)整流橋Q、變壓器T 初級(jí)繞組fi,、輔助貯能電感L回路使變壓器T、輔助貯能電感Ls貯能，產(chǎn)生市電輸入電 流；由于輔助貯能電感L中能量在開(kāi)關(guān)S開(kāi)通前已釋放完畢，故市電輸入電流從零開(kāi)始， 開(kāi)關(guān)S實(shí)現(xiàn)了零電流開(kāi)通，減小了開(kāi)關(guān)S導(dǎo)通損耗。能量再生電容Cs經(jīng)開(kāi)關(guān)S、輔助貯 能電感U、第三二極管D:,回路放電。當(dāng)能量再生電容Cs放電完畢，由輔助貯能電感Ls 中的電流給能量再生電容Cs反向充電。如輔助貯能電感U中電流大于市電輸入電流，則 輔助貯能電感Ls的反向電壓一邊給能量再生電容Cs充電， 一邊和市電電壓串加起來(lái)經(jīng)整 流橋Q、變壓器T的初級(jí)繞組N^、開(kāi)關(guān)S、輔助貯能電感U回路給變壓器T初級(jí)繞組Np, 加電。當(dāng)輔助貯能電感U中電流等于市電輸入電流時(shí)，給能量再生電容Cs充電結(jié)束，V 《VCB。
開(kāi)關(guān)S關(guān)斷變壓器T貯存的市電能量經(jīng)其次級(jí)繞組Ns直接傳給輸出端建立輸出電 壓V,'，提高了電源效率。在開(kāi)關(guān)S關(guān)斷的瞬間，由于輔助貯能電感U中的電流不能突變， 其感應(yīng)電壓Vu極性變反，由于貯能電容"上電壓VeB鉗位作用，使V^V,輔助貯能電 感Ls經(jīng)第三二極管D3、第二二極管D2、貯能電容CB回路釋放能量給CB充電，同時(shí)輔助貯 能電感L上的感應(yīng)電壓V^和市電電壓V,串加起來(lái)經(jīng)整流橋Q、變壓器T初級(jí)繞組Npl、 能量再生電容"、第二二極管D2、貯能電容CB、輔助貯能電感L回路使能量再生電容" 放電，貯能電容CB充電，市電輸入電流開(kāi)始減小，并使變壓器T繞組電壓極性保持不變， 使開(kāi)關(guān)S在準(zhǔn)零電壓狀態(tài)下關(guān)斷，降低了開(kāi)關(guān)S關(guān)斷損耗。
當(dāng)輔助貯能電感L,能量釋放完畢，能量再生電容Cs已反向充電到"上電壓Vm加上 貯能電容CB上電壓V^等于市電電壓Vi，即V。s+VeB=V,時(shí)，變壓器T各繞組上電壓極性變 反，市電電壓Vi，漏感電壓、變壓器T初級(jí)繞組Nw上電壓V,串加起來(lái)經(jīng)整流橋Q、變 壓器T初級(jí)繞組Np,、能量再生電容Cs、第二二極管D2、貯能電容CB、輔助貯能電感Ls 回路給能量再生電容C"貯能電容CB繼續(xù)充電，市電輸入電流繼續(xù)減小。能量再生電容 Cs充電結(jié)束。DVi+VNpl， V一^(H，'/NJV。，在開(kāi)關(guān)S關(guān)斷時(shí)，實(shí)現(xiàn)了市電輸入電流的連續(xù)， 減小電磁干擾，到此本電路在Vi〉V^條件下完成了一個(gè)工作周期。
開(kāi)關(guān)S開(kāi)通因Vi〈V③第一二極管D,導(dǎo)通，整流橋Q被反向阻斷，市電輸入電流 Vi為零，貯能電容CB經(jīng)第一二極管D,、變壓器T初級(jí)繞組IV、開(kāi)關(guān)S回路給變壓器Tfc 能。能量再生電容Cs經(jīng)開(kāi)關(guān)S、輔助貯能電感L、第三二極管D3回路放電。當(dāng)能量再生 電容C,s放電完畢反向充電到能量再生電容Cs上電壓V。s (Ves=Vu)加上市電電壓V(大于或 等于貯能電容CB上電壓V^時(shí)，即V直)+d時(shí),Vi+Vu(Vj經(jīng)整流橋Q、變壓器T初 級(jí)繞組Np,、開(kāi)關(guān)S、輔助貯能電感Ls回路給變壓器T初級(jí)繞組Np,加電，產(chǎn)生市電輸入 電流，提高了電源的功率因數(shù)，滿(mǎn)足了 Vm+V》1條件，市電輸入電流無(wú)死區(qū)。
開(kāi)關(guān)S關(guān)斷，變壓器T貯存能量經(jīng)其次級(jí)繞組N,傳給輸出端建立輸出電壓V ，由于 貯存在變壓器T中的激磁能量不能像圖1那樣經(jīng)變壓器T第二繞組Np2反送回貯能電容 CB提高了電源效率，使輸出電壓中100Hz紋波電壓降至50mv以下。在開(kāi)關(guān)S關(guān)斷瞬間， 由于L的鉗位作用，使T各繞組電壓極性不變，使開(kāi)關(guān)S在準(zhǔn)零電壓狀態(tài)下關(guān)斷。能量 再生電容C,經(jīng)、第二二極管D"第一二極管D,、變壓器T初級(jí)繞組N^回路放電，當(dāng)能 量再生電容C,放電完畢，變壓器T各繞組電壓極性開(kāi)始變反，變壓器T初級(jí)繞組Np'上 電壓V一和漏感電壓串加起來(lái)給能量再生電容a反向充電，D(Np,/瞧，到此本電路 在Vi〈VcB條件下完成了另一個(gè)工作周期。
從以上分析可知，市電輸入電流在Vi〉VcB條件下，無(wú)論開(kāi)關(guān)S是開(kāi)通還是關(guān)斷都存在 且連續(xù)。在V,〈L條件下，開(kāi)關(guān)S開(kāi)通時(shí)市電輸入電流存在不連續(xù)，但過(guò)零附近無(wú)死區(qū)， 電源的功率因數(shù)進(jìn)一步提高。同時(shí)，又降低了輸出電壓中100Hz紋波電壓。使開(kāi)關(guān)S在 準(zhǔn)零電壓狀態(tài)下關(guān)斷，在Vi〉L條件下開(kāi)關(guān)S在零電流狀態(tài)下導(dǎo)通，減小了功耗。如能 在本發(fā)明電路中整流橋Q輸入輸出端各并接一小電容，則效果更好。
在圖4中，市電V,的兩端分接整流橋Q兩交流輸入端，整流橋Q正輸出端、第一二 極管D,負(fù)極、變壓器T初級(jí)繞組N卩'上端匯接；變壓器T初級(jí)繞組Np,下端、開(kāi)關(guān)S上端、 能量再生電容CJ勺右端匯接，開(kāi)關(guān)S下端、貯能電容CB的負(fù)極、輔助貯能電感L的右端 匯接，第一二極管D1正極、第二二極管D2負(fù)極、貯能電容CB的正極匯接，第二二極管 D2正極、輔助貯能電感L的左端、能量再生電容"左端、整流橋Q的負(fù)輸出端匯接，變 壓器T次級(jí)繞組Ns接有輸出整流濾波電路，在不需要隔離而要交流輸出時(shí)，去掉變壓器 T次級(jí)繞組N,，在電路中的A、 B兩點(diǎn)接交流負(fù)載Rz。
在圖5中，市電Vi的兩端分接整流橋Q兩交流輸入端，整流橋Q正輸出端、第一二
極管D,負(fù)極、變壓器T初級(jí)繞組Np,上端匯接；變壓器T初級(jí)繞組Np,下端、輔助貯能電 感L的上端、能量再生電容"上端匯接，輔助貯能電感L的下端、貯能電容a的正極、 開(kāi)關(guān)S的上端匯接，第一二極管D,正極、貯能電容CB的負(fù)極、第二二極管D2(正極向下) 與變壓器T第二繞組Np2串聯(lián)電路上端匯接，第二二極管02與變壓器T第二繞組1串聯(lián) 電路下端、開(kāi)關(guān)S下端、能量再生電容Cs的下端、整流橋Q的負(fù)輸出端匯接，變壓器T 次級(jí)繞組M接有輸出整流濾波電路，在不需要隔離而要交流輸出時(shí)，去掉變壓器T次級(jí) 繞組N,，在電路中的A、 B兩點(diǎn)接交流負(fù)載Rz。
在圖6中，市電Vi的兩端分接整流橋Q兩交流輸入端，整流橋Q正輸出端、第一二 極管D,負(fù)極、輔助貯能電感L的上端、能量再生電容Cs上端匯接、輔助貯能電感L,下 端、貯能電容CB的正極、開(kāi)關(guān)S的上端匯接，開(kāi)關(guān)S下端、變壓器T初級(jí)繞組Np,上端、 能量再生電容Cs下端匯接，第一二極管D,正極、第二二極管D2負(fù)極、貯能電容CB的負(fù) 極匯接，第二二極管D2正極、變壓器T初級(jí)繞組Np,下端、整流橋Q負(fù)輸出端匯接，變 壓器T次級(jí)繞組Ns接有輸出整流濾波電路，在不需要隔離而要交流輸出時(shí)，去掉變壓器 T次級(jí)繞組N,，在電路中的A、 B兩點(diǎn)接交流負(fù)載Rz。
在了解了本發(fā)明圖l、圖2、圖3工作過(guò)程以后，圖4、圖5、圖6提高功率因數(shù)， 降低輸出電壓中100Hz紋波電壓，使開(kāi)關(guān)在準(zhǔn)零電壓狀態(tài)下關(guān)斷，零電流狀態(tài)下開(kāi)通的 工作過(guò)程很容易理解，不再敘述。
權(quán)利要求
1.一種單級(jí)功率因數(shù)校正變換器電路，該變換器包括整流橋和變壓器，變壓器次級(jí)繞組接有輸出整流濾波電路，市電兩端分接整流橋兩交流輸入端，其特征是整流橋正輸出端接變壓器初級(jí)繞組上端，變壓器初級(jí)繞組下端與整流橋負(fù)輸出端之間接開(kāi)關(guān)，第一二極管負(fù)極接于整流橋正輸出端，第一二極管正極與整流橋負(fù)輸出端之間接有第二二極管和變壓器第二繞組組成的串聯(lián)電路，貯能電容正極接于串聯(lián)電路與第一二極管正極之間的接點(diǎn)，貯能電容負(fù)極接于整流橋負(fù)輸出端。
2. —種單級(jí)功率因數(shù)校正變換器電路，該變換器包括整流橋和變壓器，變壓器次級(jí)繞組接有輸出整流濾波電路，市電兩端分接整流橋兩交流輸入端，其特征是整流橋正輸 出端接變壓器初級(jí)繞組上端，變壓器初級(jí)繞組下端與整流橋負(fù)輸出端之間接開(kāi)關(guān)，第一 二極管負(fù)極接于整流橋正輸出端，第一二極管正極與整流橋負(fù)輸出端之間接有第二二極 管和變壓器第二繞組組成的串聯(lián)電路，貯能電容負(fù)極接于串聯(lián)電路與第一二極管正極之 間的接點(diǎn)，貯能電容正極接于變壓器初級(jí)繞組下端與開(kāi)關(guān)之間的接點(diǎn)。
3. —種單級(jí)功率因數(shù)校正變換器電路，該變換器包括整流橋和變壓器，變壓器次級(jí) 繞組接有輸出整流濾波電路，市電兩端分接整流橋兩交流輸入端，其特征是整流橋正輸 出端接變壓器初級(jí)繞組上端，變壓器初級(jí)繞組下端與整流橋負(fù)輸出端之間接有串聯(lián)的開(kāi) 關(guān)和輔助貯能電感，整流橋正輸出端與整流橋負(fù)輸出端之間接有串聯(lián)的二極管電路，貯 能電容正極接于二極管電路中的第一二極管正極和第二二極管負(fù)極之間的接點(diǎn)，貯能電 容負(fù)極接于開(kāi)關(guān)和輔助貯能電感之間的接點(diǎn)，變壓器初級(jí)繞組下端與整流橋負(fù)輸出端之 間接有能量再生電容。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的單級(jí)功率因數(shù)校正變換器電路，其特征是能量再生電容一 端接于變壓器初級(jí)繞組下端，另一端接于二極管電路中的第二二極管正極和第三二極管 負(fù)極之間的接點(diǎn)，第三二極管正極接整流橋負(fù)輸出端。
5. —種單級(jí)功率因數(shù)校正變換器電路，該變換器包括整流橋和變壓器，變壓器次級(jí) 繞組接有輸出整流濾波電路，市電兩端分接整流橋兩交流輸入端，其特征是整流橋正輸 出端接變壓器初級(jí)繞組上端，變壓器初級(jí)繞組下端與整流橋負(fù)輸出端之間接有串聯(lián)的輔 助貯能電感和開(kāi)關(guān)，變壓器初級(jí)繞組下端與整流橋負(fù)輸出端之間接有能量再生電容，第 一二極管負(fù)極接于整流橋正輸出端，第一二極管正極與整流橋負(fù)輸出端之間接有第二二 極管和變壓器第二繞組組成的串聯(lián)電路，貯能電容的負(fù)極接于第一二極管正極與串聯(lián)電 路之間的接點(diǎn)，貯能電容的正極接于輔助貯能電感和開(kāi)關(guān)之間的接點(diǎn)。
6. —種單級(jí)功率因數(shù)校正變換器電路，該變換器包括整流橋和變壓器，變壓器次級(jí) 繞組接有輸出整流濾波電路，市電兩端分接整流橋兩交流輸入端，其特征是整流橋正輸 出端與變壓器初級(jí)繞組上端之間連接有串聯(lián)的輔助貯能電感和開(kāi)關(guān)，整流橋正輸出端與 變壓器初級(jí)繞組上端之間接有能量再生電容，整流橋正輸出端與整流橋負(fù)輸出端之間接 有兩個(gè)串聯(lián)的二極管，整流橋負(fù)輸出端與變壓器初級(jí)繞組下端相接，C能電容的負(fù)極接 于串聯(lián)的第一二極管正極和第二二極管負(fù)極之間的接點(diǎn)，貯能電容的正極接于輔助fc能 電感和開(kāi)關(guān)之間的接點(diǎn)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種單級(jí)功率因數(shù)校正變換器電路，該器的整流橋正輸出端接變壓器初級(jí)繞組上端，變壓器初級(jí)繞組下端與整流橋負(fù)輸出端之間接開(kāi)關(guān)，第一二極管負(fù)極接于整流橋正輸出端，第一二極管正極與整流橋負(fù)輸出端之間接有第二二極管和變壓器第二繞組組成的串聯(lián)電路，貯能電容正極接于串聯(lián)電路與第一二極管正極之間的接點(diǎn)，貯能電容負(fù)極接于整流橋負(fù)輸出端。電路簡(jiǎn)單，成本低，能消除開(kāi)啟電源時(shí)產(chǎn)生的浪涌電流，把貯能電容上的電壓降到250V以下，把變壓器中漏磁能量回收再行利用，提高了電源效率。工作在連續(xù)導(dǎo)電模式，提高了電源的功率因數(shù)。既可隔離輸出，也可不隔離輸出。特別適用做中小功率開(kāi)關(guān)電源。
文檔編號(hào)H02M3/28GK101102077SQ200710024168
公開(kāi)日2008年1月9日 申請(qǐng)日期2007年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月20日
發(fā)明者曹文領(lǐng) 申請(qǐng)人:曹文領(lǐng)