專利名稱：功率因數(shù)校正效能改進(jìn)電路、使用該電路的變換器以及制造變換器的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請總的來說涉及AC-DC功率變換，并且，特別是，涉及在AC-DC變換器中使用的功率因數(shù)校正(PFC)電路。
背景技術(shù)：
AC-DC變換器通常包含有源PFC電路以將DC電壓提供給AC-DC變換器的DC-DC變換級(jí)，且調(diào)整從該AC輸入中得到的輸入電流。典型地，有源PFC控制從AC輸入中得到的輸入電流使得該電流波形與AC輸入電壓波形，典型地是正弦波，成比例且基本上與其同相。 典型的PFC電路可以包括通常被稱為PFC電感器的輸入電感器、輸出二極管和輸出電容器。 也包含主電源開關(guān)以調(diào)節(jié)在輸出電容器兩端提供的輸出電壓。主電源開關(guān)可以通過促使輸入電感器通過輸出二極管且跨過輸出電容器釋放能量來調(diào)整輸出電壓。

發(fā)明內(nèi)容
在一方面，本公開提供了具有正輸入端、輸出端和接地端的PFC電路。在一個(gè)實(shí)施例中，PFC電路包括(1)串聯(lián)耦合在正輸入端和輸出端之間的功率因數(shù)電感器，⑵配置成周期地連接功率因數(shù)電感器到接地端的主開關(guān)，和(3)耦合到功率因數(shù)電感器且配置成為向主開關(guān)提供零關(guān)斷損耗的鉗位電容器。在另一方面，本公開提供了一種制造功率變換器的方法。在一個(gè)實(shí)施例中，該方法包括(1)在第一節(jié)點(diǎn)處連接功率因數(shù)電感器到輸出二極管，(2)在該第一節(jié)點(diǎn)處連接鉗位電容器到功率因數(shù)電感器和輸出二極管，和( 在第一節(jié)點(diǎn)處將扼流電感器與主電源開關(guān)連接在一起，其中功率因數(shù)電感器是用于PFC電路的輸入電感器，該P(yáng)FC電路包括主電源開關(guān)和輸出二極管，且該鉗位二極管限制該主電源開關(guān)的關(guān)斷電壓。在又一方面，本公開提供了具有正輸入端、輸出端和接地端的電源。在一個(gè)實(shí)施例中，該電源包括(1)配置成接收AC功率且由此產(chǎn)生DC功率的動(dòng)力源，(2)配置成接收并調(diào)整DC功率的PFC電路，該P(yáng)FC電路具有以K)在正輸入端處耦合到動(dòng)力源且串聯(lián)耦合在正輸入端和輸出端之間的功率因數(shù)電感器，(2B)配置成周期地連接該功率因數(shù)電感器至接地端的主開關(guān)和OC)耦合到該功率因數(shù)電感器且配置成為主開關(guān)提供零關(guān)斷損耗的鉗位電容器。


參考結(jié)合附圖作出的如下描述，其中圖1示出了根據(jù)本公開的原理構(gòu)造的AC-DC變換器的實(shí)施例的框圖；圖2示出了根據(jù)本公開的原理構(gòu)造的PFC電路的實(shí)施例的示意圖；圖3是示出了圖2的PFC電路的所選部件在該P(yáng)FC電路的主開關(guān)的接通時(shí)的電壓和電流特性隨時(shí)間變化的曲線圖；圖4是示出了圖2的PFC電路的所選部件在該P(yáng)FC電路的主開關(guān)的關(guān)斷時(shí)的電壓和電流特性隨時(shí)間變化的曲線圖；圖5示出了根據(jù)本公開的原理構(gòu)造的AC-DC變換器的另一個(gè)實(shí)施例的示意圖；圖6示出了在圖5的實(shí)施例中的變換器的第一和第二 PFC電路的用于主電源開關(guān)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的例子的曲線圖；以及圖7示出了根據(jù)本公開的原理實(shí)現(xiàn)的制造PFC電路的實(shí)施例的流程圖。
具體實(shí)施例方式本公開提供了在主開關(guān)上帶有低或零電壓開關(guān)(ZVS)的PFC電路。此外，所公開的PFC電路對于主開關(guān)具有零關(guān)斷損耗或至少大約零關(guān)斷損耗。除主開關(guān)之外，該P(yáng)FC電路也包括用于在主開關(guān)被接通前消耗其源電容的輔助開關(guān)(例如，ZVS)。所公開的PFC電路也被配置成為該輔助開關(guān)提供零關(guān)斷或大約零關(guān)斷。ZVS和這里使用的零關(guān)斷包括低或基本上ZVS以及低或基本上零關(guān)斷。所提供的PFC電路提供如上描述的ZVS和零關(guān)斷，同時(shí)與一些傳統(tǒng)的PFC電路相比減少了使用的部件的數(shù)量。例如，與這里通過參考包括的美國專利申請第11/139162號(hào)的ZVS PFC電路相比，得到減少的多個(gè)部件同時(shí)仍提供ZVS并且也為主PFC電路開關(guān)和輔助開關(guān)提供零關(guān)斷。除了使用較少的部件外，所提供的PFC電路可以在沒有切換損耗不利結(jié)果的情況下實(shí)現(xiàn)更快的切換頻率。所公開的PFC電路的配置和部件的選擇在該P(yáng)FC電路中提供較低電流。這樣，可以使用進(jìn)一步降低成本的低電流碳化硅(SiC) 二極管。通過使用沒有切換損耗的PFC的較低導(dǎo)通阻抗(Rdson)，也可以通過PFC電路改進(jìn)效率。因此，本公開提供了具有改進(jìn)效率的 PFC電路，其包括用于ZVS和零關(guān)斷功能的單一緩沖電路。圖1示出了根據(jù)本公開的原理構(gòu)造的AC-DC變換器100的實(shí)施例的框圖。該變換器100包括整流器110、PFC電路120和DC-DC變換器130。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)理解，該變換器100可以包括其它雖然沒有被示出但在傳統(tǒng)的AC-DC變換器中通常使用的部件。該整流器110被配置成接收AC輸入并產(chǎn)生DC輸出。該AC輸入可以來自傳統(tǒng)源例如壁裝電源插座。該整流器110可以是傳統(tǒng)的整流器。在一個(gè)實(shí)施例中，該整流器110 可以是全橋整流器。在另一實(shí)施例中，該整流器110可以是半橋整流器。該P(yáng)FC電路120被配置成接收并調(diào)整由該整流器110產(chǎn)生的DC輸出。在一個(gè)實(shí)施例中，該P(yáng)FC電路120可以提高該整流器110的DC輸出。該P(yáng)FC電路120可以是單級(jí)電路或者可以是多級(jí)電路。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，該P(yáng)FC電路120可以被配置成如圖2所示的PFC電路。在另一實(shí)施例中，該P(yáng)FC電路120可以被配置成如圖5所示的PFC電路。PFC電路120包括主電源開關(guān)和耦合至該主電源開關(guān)兩端且配置成為該主電源開關(guān)提供ZVS的輔助開關(guān)。該P(yáng)FC電路120進(jìn)一步包括被配置成為主開關(guān)提供零關(guān)斷損耗的鉗位電容器。選擇鉗位電容器的類型和大小以為提供零關(guān)斷損耗。例如，在一些實(shí)施例中，
VCZ := JLZ. λ H等于或大于該P(yáng)FC電路120的體電壓(bulk voltage)，其可以為380伏。 \ Cz
因此，鉗位電容器Cz的典型值可以從2200皮法到0. 022微法。DC-DC變換器130從PFC電路120接收調(diào)整后的DC輸出并將其變換為不同的DC 電壓以提供該DC變換器輸出。該DC-DC變換器130可以是傳統(tǒng)的DC-DC變換器。在一個(gè)實(shí)施例中，DC-DC變換器130可以是諧振變換器。例如，DC-DC變換器130可以是LLC變換器。該DC-DC變換器130可以是單級(jí)或多級(jí)變換器。圖2示出了根據(jù)本公開的原理構(gòu)造的PFC電路200的實(shí)施例的示意圖。該P(yáng)FC 電路200包括正輸入端202、輸出端204和接地端206。該P(yáng)FC電路200跨過正輸入端202 和接地端206接收來自動(dòng)力源的DC輸入電壓。該P(yáng)FC電路200被配置成使用主電源開關(guān) 240 (Q)來提高DC輸入電壓并產(chǎn)生DC輸出電壓。PFC電路200的部件和配置被選擇成為主開關(guān)240提供ZVS和零關(guān)斷并且也為PFC電路200的輔助開關(guān)260提供零關(guān)斷。除上述部件外，PFC電路200包括輸入電感器210 (Lprc)、輸出二極管220 (Dl)和輸出電容器230 (Cout)。PFC電路200還包括扼流電感器250 (LZ)、輔助開關(guān)260 (Qaux)、鉗位電容器270 (CZ)、放電二極管280 (D2)和導(dǎo)通二極管290 (D3)。PFC電路200進(jìn)一步包括PFC 控制器四5，其被配置成產(chǎn)生控制信號(hào)以激活(S卩，接通)和去活(即，關(guān)斷)主開關(guān)240和輔助開關(guān)沈0。因此，PFC控制器295可以包括用于PFC電路的傳統(tǒng)控制器的功能且被配置成管理該主電源開關(guān)240和輔助開關(guān)沈0的操作，如結(jié)合圖3和圖4描述的那樣。功率因數(shù)電感器210串聯(lián)耦合在正輸入端202和輸出端204之間。主開關(guān)240被配置成通過來自PFC控制器四5的控制信號(hào)周期地連接功率因數(shù)電感器至接地端206。功率因數(shù)電感器210和主電源開關(guān)240可以分別是傳統(tǒng)的電感器和開關(guān)，其通常被用在功率因數(shù)校正電路中。鉗位電容器270被連接到功率因數(shù)電感器210且被配置成為主開關(guān)240提供零關(guān)斷損耗。也就是說，調(diào)節(jié)鉗位電容器270尺寸以為主開關(guān)240提供零關(guān)斷。關(guān)斷期間的輔助開關(guān)260將跟隨(follow)關(guān)斷期間的主開關(guān)240且將也自動(dòng)具有零關(guān)斷。輸出二極管 220被串聯(lián)連接在功率因數(shù)電感器210和輸出端204之間。輸出二極管220在第一節(jié)點(diǎn)201 處被連接到功率因數(shù)電感器210。鉗位電容器270也在第一節(jié)點(diǎn)201處被連接到功率因數(shù)電感器210和輸出二極管220。在激活主開關(guān)240之前，扼流電感器250和輔助開關(guān)260跨過主開關(guān)240被串聯(lián)耦合以釋放內(nèi)部電容(即，Coss)。鉗位電容器270在第一節(jié)點(diǎn)201處被連接到功率因數(shù)電感器210、扼流電感器250和主開關(guān)M0。導(dǎo)通二極管290被配置成當(dāng)該輔助開關(guān)260斷開時(shí)通過該扼流電感器250傳導(dǎo)電流。該導(dǎo)通二極管290在第二節(jié)點(diǎn)203處被連接到扼流電感器250和輔助開關(guān)沈0。放電二極管280被配置成當(dāng)輔助開關(guān)260斷開時(shí)允許存儲(chǔ)在扼流電感器250中的能量釋放到耦合在該輸出端和地之間的輸出電容器230。放電二極管280在PFC電路200 的第三節(jié)點(diǎn)205處被連接到鉗位電容器270和導(dǎo)通二極管四0。扼流電感器250、輔助開關(guān)沈0、鉗位電容器270、放電二極管280和導(dǎo)通二極管 290可以共同地被看作PFC電路200的ZVS和零關(guān)斷緩沖電路。PFC電路200中的每一個(gè)部件的尺寸可以依據(jù)不同的應(yīng)用而變化。例如，當(dāng)確定用于PFC電路200的具體應(yīng)用的部件時(shí)可以考慮輸入電壓和期望的輸出電壓。為了說明PFC電路200的操作，Vin為130伏且期望的輸出電壓為380伏。將結(jié)合PFC電路200討論操作的5個(gè)不同模式。在第一種模式-模式0中，主開關(guān)240斷開，輔助開關(guān)260接通且通過扼流電感器 250的電流Ι Ζ小于通過功率因數(shù)電感器210的輸入電流Iin，其中Iin= Ι Ζ+ΙΜ (通過輸出二極管Dl的電流)。在模式0中，、從零開始且只要Idi為正，輸出二極管220的陽極處的電壓就被鉗位在380伏(輸出電壓)且通過Ι Ζ= (380V/LZ)t求出電流Ι Ζ，其中t為時(shí)間，380伏是該P(yáng)FC電路200提高的輸出電壓380伏且LZ是該扼流電感器250的電感。通過該扼流電感器250的電流L隨著該輸出二極管220的導(dǎo)通而線性增加。這樣，該扼流電感器250被充電。在第二模式，模式1，中，輔助開關(guān)260仍然接通且主開關(guān)240關(guān)斷。此時(shí)，、大于Iin且Idi現(xiàn)在為零。這樣，Iin、等于、Iin加上通過主開關(guān)電容Coss放電的諧振電流Ic。隨著主開關(guān)240斷開且輔助開關(guān)260接通，主開關(guān)240的內(nèi)部電容Coss隨著存儲(chǔ)在 Coss的能量轉(zhuǎn)移到L放電到零。在下一個(gè)模式-模式2中，主開關(guān)240保持接通，輔助開關(guān)關(guān)斷。從以前的OFF時(shí)段，鉗位電容器270兩端的電壓Vcz為零伏。相應(yīng)地，在模式2開始當(dāng)輔助開關(guān)260關(guān)斷(t =0)時(shí)，輔助開關(guān)260具有零關(guān)斷損耗。例如，輔助開關(guān)沈0的Vds等于Vdsmain+Vez。因?yàn)閂cz為0伏且Vdsmain也為0伏，則Vdsaux也為0伏。鉗位電容器270Cz現(xiàn)在通過存儲(chǔ)在扼流電感器250中的能量經(jīng)L充電。隨著主開關(guān)240仍然接通，在扼流電感器250和鉗位電容器270之間發(fā)生諧振，從而增加了正弦波模式下第三節(jié)點(diǎn)205處的電壓。模式2繼續(xù)直到鉗位電容器270兩端的電壓Vcz等于380伏。換句話說，此時(shí)第三節(jié)點(diǎn)205達(dá)到380伏。此時(shí)，模式3開始。在模式3中，主開關(guān)240保持接通，輔助開關(guān)沈0 保持關(guān)斷，且Vcz等于輸出電壓380伏。隨著第三節(jié)點(diǎn)205處為380伏，該二極管280 (D2) 由于陽極比陰極電壓更高而導(dǎo)通。在模式3中，在第三節(jié)點(diǎn)205處的電壓由于二極管
導(dǎo)通而被鉗位到380伏，且存儲(chǔ)在扼流電感器250中的能量通過導(dǎo)通二極管290和二極管 280被轉(zhuǎn)移到輸出電容器230。在下一模式-模式4中，在扼流電感器250中的能量(例如，所有能量)已經(jīng)被轉(zhuǎn)移到輸出電容器230。在模式4中，主開關(guān)240保持接通，輔助開關(guān)260保持?jǐn)嚅_，輔助開關(guān) 260的漏源電壓Vdsaux，從380伏通過LZ放電到零伏。最后輔助開關(guān)260的體二極管導(dǎo)通且保持Vdsaux在0伏直到該主開關(guān)240關(guān)斷。當(dāng)關(guān)斷時(shí)，主開關(guān)240和輔助開關(guān)沈0都從 0伏關(guān)斷，因此具有零關(guān)斷損耗。因此，主開關(guān)240具有ZVS (零電壓接通)和零電壓關(guān)斷兩者。該輔助開關(guān)260具有零電壓關(guān)斷，但不包含ZVS。然而，與主開關(guān)240相比輔助開關(guān)260可以是較小的FET且具有較大的導(dǎo)通阻抗。 由于輔助開關(guān)260僅導(dǎo)通200ns-300ns，它的D-S電容可以非常小。由于沒有ZVS，接通損耗 l/2C*380V~2*f 非常小。在模式1-4中，主開關(guān)240接通且在模式0中主開關(guān)240斷開。PFC電路200被配置成當(dāng)主開關(guān)關(guān)斷且輔助開關(guān)260斷開時(shí)為主開關(guān)240提供零關(guān)斷。從之前的Ton時(shí)段 (即，主開關(guān)240導(dǎo)通)，Vcz被充電到負(fù)380伏。那么，主開關(guān)240的源漏兩端的電壓Vds等于負(fù)380伏加上輸出電壓380伏，或總和為零伏。然后，主開關(guān)240此時(shí)被關(guān)斷以提供零關(guān)斷損耗。隨著主開關(guān)240和輔助開關(guān)260都斷開，由于二極管觀0的一個(gè)二極管壓降，Iin 流經(jīng)該功率因數(shù)電感器210、鉗位電容器270和放電二極管觀0以將Vcz充電到1伏或大約 1伏。此后，電流Iin轉(zhuǎn)向輸出二極管220且Vra在下一個(gè)接通時(shí)段Ton保持在1伏。鉗位電容器270被充電直到電壓Vcz為正，例如，1伏。放電二極管280導(dǎo)通的時(shí)間量等于該鉗位電容器270從負(fù)380伏充電到零伏的時(shí)間量。因此，放電二極管280可以是比輸出二極管220小的二極管。例如，放電二極管觀0的額定容量可以是6到8安培而該輸出二極管 220的額定容量可以是10安培。除了降低主電源開關(guān)MO的關(guān)斷電壓外，鉗位電容器270 的值也被選擇為提供該主開關(guān)MO的漏源電壓的漸變斜率(gradual slope)。在圖2的示例性實(shí)施例中，鉗位電容器270可以具有4700皮法的值。圖3是示出了圖2的PFC電路的所選部件在主開關(guān)240接通時(shí)的電壓和電流特性隨時(shí)間變化的曲線圖300。曲線圖300的X軸是以秒為單位的時(shí)間，每個(gè)間隔為約200納秒。Y軸是根據(jù)波形以伏特或安培為單位。沿Y軸給出每個(gè)具體波形的尺寸。該曲線圖300 包括代表主開關(guān)240的接通波形的主開關(guān)240的柵源電壓Vgs的波形。主開關(guān)240的漏源電壓Vds的波形也被包含在曲線圖300中。此外，曲線圖300包括輔助開關(guān)沈0的漏源電壓Vds、鉗位電容器270兩端的電壓Vra、和通過鉗位電容器270的電流Ilz。曲線圖300的波形反映了當(dāng)主開關(guān)240接通時(shí)圖2中PFC電路200的上述操作論述。圖4是示出了圖2的功率因數(shù)校正電路的所選部件在主開關(guān)240關(guān)斷時(shí)的電壓和電流特性隨時(shí)間變化的曲線圖400。曲線圖400的X軸是以秒為單位的時(shí)間，每個(gè)間隔約 200納秒。Y軸是對沿y軸給出的每個(gè)具體波形大小以伏為單位。曲線圖400包括代表主開關(guān)240的關(guān)斷波形的主開關(guān)240的柵源電壓Vgs的波形。主開關(guān)240的漏源電壓Vds的波形也被包括在曲線圖300中。此外，曲線圖300包括輔助開關(guān)沈0的漏源電壓Vds和鉗位電容器270兩端的電壓Vra。曲線圖400的波形反映了當(dāng)主開關(guān)240關(guān)斷時(shí)圖2中的PFC 電路200的上述操作論述。PFC控制器295提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)以接通和關(guān)斷主開關(guān)240和輔助開關(guān)260。圖5示出了根據(jù)本公開的原理構(gòu)造的AC-DC變換器500的另一實(shí)施例的示意圖。 變換器500消除或基本減少了三級(jí)PFC電路中的接通和關(guān)斷損耗。變換器500包括兩個(gè)共享一個(gè)功率因數(shù)電感器(即，用于功率因數(shù)電路的輸入電感器)的PFC電路。變換器500 可以與高AC輸入例如480Vac —起使用且可以被用在單相或三相應(yīng)用中。此外，如同變換器100和PFC電路200 —樣，600伏半導(dǎo)體可以與用于低導(dǎo)通損耗的變換器500 —起使用。變換器500包括AC源510、第一 PFC電路570和第二 PFC電路580。第一 PFC電路 570包括功率因數(shù)電感器520、第一輸出二極管530、第一輸出電容器550、主電源開關(guān)575 和緩沖電路577。第二 PFC電路580包括第二輸出二極管M0、第二輸出電容器560、主電源開關(guān)585和緩沖電路587。第一和第二輸出電容器550、560各自分別與DC-DC橋555和 565耦合。如圖5所示，每個(gè)DC-DC橋可以是全橋。在其它的實(shí)施例中，可以使用半橋。在可選的實(shí)施例中，變換器500可以不包括DC-DC橋555、565。第一和第二 PFC電路570、580被配置成與PFC電路200類似地操作，其中兩個(gè)PFC 電路570、580使用該功率因數(shù)電感器520作為輸入電感器。PFC控制器590被耦合到主電源開關(guān)575、585且被配置成產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)以周期地接通和關(guān)斷這些開關(guān)從而在該輸出電容器550、560處產(chǎn)生輸出電壓。PFC控制器590被配置成以交錯(cuò)方式驅(qū)動(dòng)該主開關(guān)575、585來產(chǎn)生用于變換器500的輸出電壓。在圖5中，在每一個(gè)輸出電容器550、560的兩端產(chǎn)生 38伏的輸出電壓，因此由變換器500產(chǎn)生760優(yōu)總電壓。圖6示出了第一和第二 PFC電路 570,580的主電源開關(guān)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的例子的曲線圖600。該曲線圖600的χ軸是時(shí)間且y 軸是每一個(gè)PFC電路570和580的主電源開關(guān)的柵源電壓。如所示的那樣，電源510可以是AC-DC金橋整流器。在圖5所示的實(shí)施例中，輸入電壓可以為480Vac，其中在輸出電容器550和560兩端有760伏的累積輸出電壓。輸出二極管530、540兩者和PFC電路570、580的主開關(guān)可以是600伏額定部件。例如，該主電源開關(guān)575、585可以是600伏額定FET。圖7示出了根據(jù)本公開的原理實(shí)現(xiàn)的制造功率變換器的實(shí)施例的流程圖700。該功率變換器可以是AC-DC變換器，如圖1公開的那樣。制造的功率變換器可包括一個(gè)或多個(gè)如圖2所示的PFC電路。相應(yīng)地，在一個(gè)實(shí)施例中。該制造的功率變換器可以是圖5中的變換器。關(guān)于多個(gè)PFC電路，可以重復(fù)方法700的步驟中的一些步驟。方法700從涉驟 705開始。在步驟710中，功率因數(shù)電感器在第一節(jié)點(diǎn)處被連接到輸出二極管。因此，功率因數(shù)電感器和輸出二極管被串聯(lián)連接在該功率變換器的正輸入端和輸出端之間。該功率因數(shù)電感器是PFC電路的輸入電感器。功率因數(shù)電感器和輸出二極管在該第一節(jié)點(diǎn)處被直接耦合在一起。這樣，沒有其它部件被連接在功率因數(shù)電感器和輸出二極管之間。鉗位電容器在步驟720中在第一節(jié)點(diǎn)處被連接到功率因數(shù)電感器和輸出二極管。 在步驟730中，PFC電路的扼流電感器和主電源開關(guān)在第一節(jié)點(diǎn)處被連接在一起。主電源開關(guān)、扼流電感器、鉗位電容器、輸出二極管和功率因數(shù)電感器在第一節(jié)點(diǎn)處直接耦合在一起。輔助開關(guān)和導(dǎo)通二極管在步驟740中在第二節(jié)點(diǎn)處被連接到扼流電感器。第二節(jié)點(diǎn)是與第一節(jié)點(diǎn)不同的節(jié)點(diǎn)。在另一不同的節(jié)點(diǎn)，第三節(jié)點(diǎn)處，放電二極管在步驟750中被連接到鉗位電容器和導(dǎo)通二極管。在步驟760中，放電二極管和輸出二極管在輸出端處被連接到輸出電容器。 主電源開關(guān)、輔助開關(guān)和輸出電容器的未連接側(cè)在步驟770中被連接到變換器的接地端。步驟710至770描述了變換器的PFC電路的制造方法。在步驟780中，PFC電路的功率因數(shù)電感器被連接到電源。該電源可以是AC-DC橋整流器。DC-DC變換器在步驟790 中被耦合到輸出電容器。DC-DC變換器可以是如圖5所示的全DC-DC橋。方法700以步驟 795結(jié)束。與本申請有關(guān)的本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解可以參考上述實(shí)施例所做的其它和進(jìn)一步增加、刪除、替換和修改。
權(quán)利要求
1.一種具有正輸入端、輸出端和接地端的功率因數(shù)校正電路，包括 串聯(lián)耦合在所述正輸入端和所述輸出端之間的功率因數(shù)電感器； 配置成周期地連接所述功率因數(shù)電感器到所述接地端的主開關(guān)；以及耦合至所述功率因數(shù)電感器且配置成為所述主開關(guān)提供零關(guān)斷損耗的鉗位電容器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率因數(shù)校正電路，還包括串聯(lián)連接在所述功率因數(shù)電感器和所述輸出端之間的輸出二極管，其中所述輸出二極管在第一節(jié)點(diǎn)處被連接到所述功率因數(shù)電感器且所述鉗位電容器在所述第一節(jié)點(diǎn)處被連接到所述功率因數(shù)電感器和所述輸出二極管。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的功率因數(shù)校正電路，還包括跨過所述主開關(guān)串聯(lián)耦合以在激活所述主開關(guān)之前對其內(nèi)部電容放電的扼流電感器和輔助開關(guān)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的功率因數(shù)校正電路，其中，所述鉗位電容器在所述第一節(jié)點(diǎn)處被連接到所述功率因數(shù)電感器、所述扼流電感器和所述主開關(guān)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的功率因數(shù)校正電路，還包括配置成當(dāng)所述輔助開關(guān)斷開時(shí)通過所述扼流電感器導(dǎo)通電流的導(dǎo)通二極管，其中所述導(dǎo)通二極管在第二節(jié)點(diǎn)處被連接到所述扼流電感器和所述輔助開關(guān)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的功率因數(shù)校正電路，還包括配置成允許所述扼流電感器對耦合到所述輸出端的輸出電容器釋放能量的放電二極管。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的功率因數(shù)校正電路，其中，所述放電二極管在第三節(jié)點(diǎn)處被連接到所述鉗位電容器和所述導(dǎo)通二極管。
8.—種制造功率變換器的方法，包括在第一節(jié)點(diǎn)處將功率因數(shù)電感器連接到輸出二極管；在所述第一節(jié)點(diǎn)處將鉗位電容器連接到所述功率因數(shù)電感器和所述輸出二極管；以及在所述第一節(jié)點(diǎn)處將扼流電感器和主電源開關(guān)連接在一起，其中，所述功率因數(shù)電感器是用于功率因數(shù)校正電路的輸入電感器，所述功率因數(shù)校正電路包括所述主電源開關(guān)和所述輸出二極管，其中所述鉗位電容器限制該主電源開關(guān)的關(guān)斷電壓。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，還包括在不同于所述第一節(jié)點(diǎn)的第二節(jié)點(diǎn)處將所述 PFC電路的輔助開關(guān)和導(dǎo)通二極管與所述扼流電感器連接在一起。
10.一種具有正輸入端、輸出端和接地端的電源，包括 配置成接收AC功率且由此產(chǎn)生DC功率的動(dòng)力源；以及配置成接收和調(diào)整所述DC功率的功率因數(shù)校正電路，所述功率因數(shù)校正電路包括 在所述正輸入端處耦合到所述動(dòng)力源且串聯(lián)耦合在所述正輸入端和所述輸出端之間的功率因數(shù)電感器；配置成周期地連接所述功率因數(shù)電感器到所述接地端的主開關(guān)；以及耦合到所述功率因數(shù)電感器且配置成為所述主開關(guān)提供零關(guān)斷損耗的鉗位電容器。
全文摘要
本公開提供了一種功率因數(shù)校正(PFC)電路、電源和制造功率變換器的方法。在一個(gè)實(shí)施例中，該P(yáng)FC電路具有正輸入端、輸出端和接地端且包括(1)串聯(lián)耦合在正輸入端和輸出端之間的功率因數(shù)電感器，(2)配置成周期地連接該功率因數(shù)電感器到接地端的主開關(guān)，和(3)耦合至該功率因數(shù)電感器且配置成為該主開關(guān)提供零關(guān)斷損耗的鉗位電容器。
文檔編號(hào)H02M1/42GK102332813SQ201110239948
公開日2012年1月25日 申請日期2011年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月13日
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