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一種防浪涌pfc電路的制作方法

文檔序號:7344436閱讀:362來源:國知局
專利名稱:一種防浪涌pfc電路的制作方法
技術領域
本發(fā)明涉及PFC電路,更具體地說,涉及一種防浪涌PFC電路。
背景技術
現(xiàn)有直流電源模塊的技術方案, 一般包括輸入EMI濾波器,PFC功率級, DC/DC功率級等。電源模塊的PFC功率級電路有可能采用無橋PFC電路如圖 1所示的現(xiàn)有的PFC電路,其采用無橋PFC電路,對于其中的無橋PFC電路來 說,存在浪涌問題輸入的浪涌電流會流過開關管swl,造成開關管損壞。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題在于,針對現(xiàn)有技術的無橋PFC電路中的開關 管容易受到浪涌電流損壞的缺陷,提供一種防浪涌PFC電路。
本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是構造一種防浪涌PFC電路, 包括順次連接在交流電源和負載之間的無橋PFC電路、以及濾波電容,在所 述交流電源和無橋PFC電路之間還連接有二極管保護電路,用于將浪涌電流 直接引導到濾波電容C1。
在本發(fā)明所述的防浪涌PFC電路中,所述交流電源是單相二線交流電; 所述無橋PFC電路包括電感L1、 L2、 二極管D1、 D2、 D3、 D4、開關管SW1;
其中,電感L1的一端與所述單相二線交流電的第一輸出端連接、另一端 與二極管Dl的陽極連接,并連接到開關管SW1的第一端;
電感L2的一端與所述單相二線交流電的第二輸出端連接、另一端與二極 管D4的陰極連接,并連接到開光管SW1的第二端;
二極管D3的陰極與二極管Dl的陽極連接;
二極管D2的陽極與二極管D4的陰極連接。在本發(fā)明所述的防浪涌PFC電路中,所述二極管保護電路包括二極管D5 和D8;
其中,二極管D5的陽極與所述單相二線交流電的第一輸出端連接,二極 管D5的陰極與二極管Dl的陰極和二極管D2的陰極連接,并連接到濾波電容 的一端;
二極管D8的陰極與所述單相二線交流電的第二輸出端連接,二極管D8 的陽極與二極管D3的陽極和二極管D4的陽極連接,并連接到濾波電容的另一端。
在本發(fā)明所述的防浪涌PFC電路中,所述二極管保護電路包括二極管D6 和D7;
其中,二極管D6的陽極與所述單相二線交流電的第二輸出端連接,二極 管D6的陰極與二極管Dl的陰極和二極管D2的陰極連接,并連接到濾波電容 的一端;
二極管D7的陰極與所述單相二線交流電的第一輸出端連接,二極管D7 的陽極與二極管D3的陽極和二極管D4的陽極連接,并連接到濾波電容的另 一端。
在本發(fā)明所述的防浪涌PFC電路中,所述二極管保護電路包括二極管D5、 D6、 D7和D8;
其中,二極管D5的陽極和二極管D7的陰極均與所述單相二線交流電的 第一輸出端連接,二極管D5的陰極和二極管D6的陰極均與二極管Dl的陰極 和二極管D2的陰極連接,并連接到濾波電容的一端;
二極管D8的陰極和二極管D6的陽極均與所述單相二線交流電的第二輸 出端連接,二極管D8的陽極和二極管D7的陽極均與二極管D3的陽極和二極 管D4的陽極連接,并連接到濾波電容的另一端。
在本發(fā)明所述的防浪涌PFC電路中,所述交流電源是三相三線交流電; 所述無橋PFC電路包括電感L1、 L2、 L3、 二極管D1、 D2、 D3、 D4、 D5、 D6、 開關管SW1、 SW2、 SW3;所述二極管保護電路包括二極管D7、 D8、 D9、 DIO、 Dll、 D12;所述濾波電容包括電容C1、 C2;其中,電感Ll的一端與所述三相三線交流電的a相連接、另一端與二極 管Dl的陽極連接,并連接到開關管SW1的第一端;電感L2的一端與所述三相三線交流電的b相連接、另一端與二極管D2 的陽極連接,并連接到開關管SW2的第一端;電感L3的一端與所述三相三線交流電的c相連接、另一端與二極管D3 的陽極連接,并連接到開關管SW3的第一端;二極管D4的陰極與二極管Dl的陽極連接;二極管D5的陽極與二極管D2的陰極連接;二極管D6的陽極與二極管D3的陰極連接;二極管D7的陰極、二極管D8的陰極和二極管D9的陰極均與二極管Dl 的陰極、二極管D2的陰極和二極管D3的陰極連接,并連接到電容Cl的一端; 濾波電容C1的另一端與開關管SW1的第二端、開關管SW2的第二端、開關管 SW3的第二端和電容C2的一端連接;二極管D10的陽極、二極管Dll的陽極和二極管D12的陽極均與二極管 D4的陽極、二極管D5的陽極和二極管D6的陽極連接,并連接到電容C2的另 一端;二極管D7的陽極和二極管D10的陰極均與所述三相三線交流電的a相連接;二極管D8的陽極和二極管Dll的陰極均與所述三相三線交流電的b相連接;二極管D9的陽極和二極管D12的陰極均與所述三相三線交流電的c相連接。實施本發(fā)明的防浪涌PFC電路,具有以下有益效果通過增加二極管保 護電路,其跨接無橋PFC電路中的電感和二極管,來引導浪涌電流直接流到 PFC電容,從而避免浪涌電流流過PFC電感,來避免開關器件的損壞。


下面將結合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明,附圖中圖1是現(xiàn)有技術中PFC電路的電路原理圖;圖2是本發(fā)明防浪涌PFC電路第一實施例的電路原理圖;圖3是本發(fā)明防浪涌PFC電路第二實施例的電路原理圖。
具體實施方式
對于電源模塊的PFC功率級電路典型地包括順次連接在交流電源和負載 之間的無橋PFC電路、以及濾波電容,本發(fā)明的主要發(fā)明點在于,交流電源 和無橋PFC電路之間還連接有二極管保護電路,用于將浪涌電流直接引導到 濾波電容C1,即在無橋PFC電路前,加上跨接二極管,來達到引導浪涌電流, 保護無橋PFC電路中開關管的目的。如圖2所示,對于特定的實施,該交流電源是單相二線交流電;無橋PFC 電路包括電感L1、 L2、 二極管D1、 D2、 D3、 D4、開關管SW1;其中,電感 LI的一端與單相二線交流電的第一輸出端連接、另一端與二極管D1的陽極連 接,并連接到開關管SW1的第一端;電感L2的一端與單相二線交流電的第二 輸出端連接、另一端與二極管D4的陰極連接,并連接到開光管SW1的第二端; 二極管D3的陰極與二極管Dl的陽極連接;二極管D2的陽極與二極管D4的 陰極連接。針對上述的這種無橋PFC電路,相應地設置二極管保護電路,其包括二 極管D5和D8;其中,二極管D5的陽極與單相二線交流電的第一輸出端連接, 二極管D5的陰極與二極管Dl的陰極和二極管D2的陰極連接,并連接到濾波 電容的一端;二極管D8的陰極與單相二線交流電的第二輸出端連接,二極管 D8的陽極與二極管D3的陽極和二極管D4的陽極連接,并連接到濾波電容的 另一端。在這樣的二極管保護電路中,當出現(xiàn)正向的浪涌電流時,該浪涌電 流從該單相二線交流電的第一端流出,通過二極管D5,流到濾波電容C1,再 流過二極管D8,回到單相二線交流電的第二端,從而實現(xiàn)在正半波周期對該 無橋PFC電路的保護。另外,針對負半波周期可能出現(xiàn)的浪涌電流,該二極管保護電路包括二 極管D6和D7;其中,二極管D6的陽極與所述單相二線交流電的第二輸出端連接,二極管D6的陰極與二極管Dl的陰極和二極管D2的陰極連接,并連接 到濾波電容的一端;二極管D7的陰極與所述單相二線交流電的第一輸出端連 接,二極管D7的陽極與二極管D3的陽極和二極管D4的陽極連接,并連接到 濾波電容的另一端。因此在該種設計中,當出現(xiàn)負向浪涌電流時,該負向浪 涌電流首先從單相二線交流電的第二端流出,經過二極管D6,然后在流過濾 波電容C1、接著再流過二極管D7,回到單相二線交流電的第一端。以上兩種設計方式要么只能在正半波周期對無橋PFC電路進行保護,要 么只能在負半波周期對無橋PFC電路進行保護,因此綜合兩者,將二極管保 護電路設計成整流橋的形式,以實現(xiàn)全波段的保護,如圖2所示具體為,該 二極管保護電路包括二極管D5、 D6、 D7和D8;其中,二極管D5的陽極和二 極管D7的陰極均與單相二線交流電的第一輸出端連接,二極管D5的陰極和 二極管D6的陰極均與二極管Dl的陰極和二極管D2的陰極連接,并連接到濾 波電容的一端;二極管D8的陰極和二極管D6的陽極均與所述單相二線交流 電的第二輸出端連接,二極管D8的陽極和二極管D7的陽極均與二極管D3的 陽極和二極管D4的陽極連接,并連接到濾波電容的另一端。如圖3所示,交流電源還是三相三線交流電時,該無橋PFC電路包括 電感L1、 L2、 L3、 二極管D1、 D2、 D3、 D4、 D5、 D6、開關管SW1、 SW2、 SW3; 所述二極管保護電路包括二極管D7、 D8、 D9、 DIO、 Dll、 D12;所述濾波電容 包括電容C1、 C2;其中,電感L1的一端與三相三線交流電的a相連接、另一 端與二極管Dl的陽極連接,并連接到開關管SW1的第一端;電感L2的一端 與所述三相三線交流電的b相連接、另一端與二極管D2的陽極連接,并連接 到開關管SW2的第一端;電感L3的一端與三相三線交流電的c相連接、另一 端與二極管D3的陽極連接,并連接到開關管SW3的第一端;二極管D4的陰 極與二極管D1的陽極連接;二極管D5的陽極與二極管D2的陰極連接;二極 管D6的陽極與二極管D3的陰極連接;二極管D7的陰極、二極管D8的陰極 和二極管D9的陰極均與二極管Dl的陰極、二極管D2的陰極和二極管D3的 陰極連接,并連接到電容Cl的一端;濾波電容Cl的另一端與開關管SW1的 第二端、開關管SW2的第二端、開關管SW3的第二端和電容C2的一端連接;二極管D10的陽極、二極管Dll的陽極和二極管D12的陽極均與二極管D4的 陽極、二極管D5的陽極和二極管D6的陽極連接,并連接到電容C2的另一端; 二極管D7的陽極和二極管D10的陰極均與所述三相三線交流電的a相連接; 二極管D8的陽極和二極管Dll的陰極均與所述三相三線交流電的b相連接; 二極管D9的陽極和二極管D12的陰極均與所述三相三線交流電的c相連接。在本發(fā)明中所涉及的開關管可以是mosfet、 IGBT等任意半導體可控開關 器件,或者其任意的組合。開關管的控制端相應地連接到外圍的控制電路。本發(fā)明是通過幾個具體實施例進行說明的,本領域技術人員應當明白, 在不脫離本發(fā)明范圍的情況下,還可以對本發(fā)明進行各種變換及等同替代。 另外,針對特定情形或具體情況,可以對本發(fā)明做各種修改,而不脫離本發(fā) 明的范圍。因此,本發(fā)明不局限于所公開的具體實施例,而應當包括落入本 發(fā)明權利要求范圍內的全部實施方式。
權利要求
1、一種防浪涌PFC電路,包括順次連接在交流電源和負載之間的無橋PFC電路、以及濾波電容,其特征在于,在所述交流電源和無橋PFC電路之間還連接有二極管保護電路,用于將浪涌電流直接引導到濾波電容C1。
2、 根據權利要求1所述的防浪涌PFC電路,其特征在于,所述交流電源 是單相二線交流電;所述無橋PFC電路包括電感L1、 L2、 二極管D1、 D2、 D3、 D4、開關管SW1;其中,電感L1的一端與所述單相二線交流電的第一輸出端連接、另一端 與二極管Dl的陽極連接,并連接到開關管SW1的第一端;電感L2的一端與所述單相二線交流電的第二輸出端連接、另一端與二極 管D4的陰極連接,并連接到開光管SW1的第二端;二極管D3的陰極與二極管Dl的陽極連接;二極管D2的陽極與二極管D4的陰極連接。
3、 根據權利要求2所述的防浪涌PFC電路,其特征在于,所述二極管保 護電路包括二極管D5和D8;其中,二極管D5的陽極與所述單相二線交流電的第一輸出端連接,二極 管D5的陰極與二極管Dl的陰極和二極管D2的陰極連接,并連接到濾波電容 的一端;二極管D8的陰極與所述單相二線交流電的第二輸出端連接,二極管D8 的陽極與二極管D3的陽極和二極管D4的陽極連接,并連接到濾波電容的另一 端。
4、 根據權利要求2所述的防浪涌PFC電路,其特征在于,所述二極管保 護電路包括二極管D6和D7;其中,二極管D6的陽極與所述單相二線交流電的第二輸出端連接,二極 管D6的陰極與二極管Dl的陰極和二極管D2的陰極連接,并連接到濾波電容 的一端;二極管D7的陰極與所述單相二線交流電的第一輸出端連接,二極管D7的陽極與二極管D3的陽極和二極管D4的陽極連接,并連接到濾波電容的另一 端。
5、 根據權利要求2所述的防浪涌PFC電路,其特征在于,所述二極管保 護電路包括二極管D5、 D6、 D7和D8;其中,二極管D5的陽極和二極管D7的陰極均與所述單相二線交流電的第 一輸出端連接,二極管D5的陰極和二極管D6的陰極均與二極管Dl的陰極和 二極管D2的陰極連接,并連接到濾波電容的一端;二極管D8的陰極和二極管D6的陽極均與所述單相二線交流電的第二輸出 端連接,二極管D8的陽極和二極管D7的陽極均與二極管D3的陽極和二極管 D4的陽極連接,并連接到濾波電容的另一端。
6、 根據權利要求1所述的防浪涌PFC電路,其特征在于,所述交流電源 是三相三線交流電;所述無橋PFC電路包括電感L1、 L2、 L3、 二極管Dl、 D2、 D3、 D4、 D5、 D6、開關管SW1、 SW2、 SW3;所述二極管保護電路包括二極 管D7、 D8、 D9、 DIO、 Dll、 D12;所述濾波電容包括電容Cl、 C2;其中,電感Ll的一端與所述三相三線交流電的a相連接、另一端與二極 管Dl的陽極連接,并連接到開關管SW1的第一端;電感L2的一端與所述三相三線交流電的b相連接、另一端與二極管D2 的陽極連接,并連接到開關管SW2的第一端;電感L3的一端與所述三相三線交流電的c相連接、另一端與二極管D3 的陽極連接,并連接到開關管SW3的第一端;二極管D4的陰極與二極管Dl的陽極連接;二極管D5的陽極與二極管D2的陰極連接;二極管D6的陽極與二極管D3的陰極連接;二極管D7的陰極、二極管D8的陰極和二極管D9的陰極均與二極管Dl 的陰極、二極管D2的陰極和二極管D3的陰極連接,并連接到電容C1的一端; 濾波電容Cl的另一端與開關管SW1的第二端、開關管SW2的第二端、開關管 SW3的第二端和電容C2的一端連接;二極管D10的陽極、二極管Dll的陽極和二極管D12的陽極均與二極管D4的陽極、二極管D5的陽極和二極管D6的陽極連接,并連接到電容C2的另、r, ||一端;二極管D7的陽極和二極管D10的陰極均與所述三相三線交流電的a相連接;二極管D8的陽極和二極管Dll的陰極均與所述三相三線交流電的b相連接;二極管D9的陽極和二極管D12的陰極均與所述三相三線交流電的c相連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種防浪涌PFC電路,包括順次連接在交流電源和負載之間的無橋PFC電路、以及濾波電容,在所述交流電源和無橋PFC電路之間還連接有二極管保護電路,用于將浪涌電流直接引導到濾波電容C1。本發(fā)明的防浪涌PFC電路,通過增加二極管保護電路,其跨接無橋PFC電路中的電感和二極管,來引導浪涌電流直接流到PFC電容,從而避免浪涌電流流過PFC電感,來避免開關器件的損壞。
文檔編號H02M1/42GK101645649SQ20081013498
公開日2010年2月10日 申請日期2008年8月7日 優(yōu)先權日2008年8月7日
發(fā)明者余時強, 強 張, 巖 朱, 朱春輝 申請人:艾默生網絡能源系統(tǒng)北美公司
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