高效高功率因數(shù)電源的制作方法
【專利摘要】高效高功率因數(shù)電源電路中有兩變壓器既一正激式變壓器，一主變壓器。正激式變壓器用作PFC功率因數(shù)校正，主變壓器用作將初級(jí)電能轉(zhuǎn)換次級(jí)的電能。電感用作限制功率因數(shù)校正電流以及繼流作用。
【專利說(shuō)明】高效高功率因數(shù)電源
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于開關(guān)電源，特別是一種單管高功率因數(shù)直流電源。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的開關(guān)電源是在整流硅橋后直接接一個(gè)濾波電容，這種結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生大量的非線電流并污染交流電網(wǎng)，同時(shí)它對(duì)電網(wǎng)所傳送的電力利用率較低。為了減少非線性電流，并達(dá)到國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ENG1000-3-2，人們提出各種各樣的方法來(lái)提高功率因數(shù)，其中有無(wú)源功率因數(shù)校正電路，其功率因數(shù)在80% —90%之間；還有一種是有源功率因數(shù)校正線路，此種線路功率因數(shù)可達(dá)99%。有源線路最成功的是二階功率校正線路，其原理是先將整流后的波動(dòng)直流電的電壓提高到特定的電壓，并形成穩(wěn)定的直流電壓后，再將此直流電變換成我為輸出直流電。此線路也存在著一些缺點(diǎn)，一、它開始工作時(shí)有較大的沖擊電流；二、它將現(xiàn)有的電壓提升，從而增加了對(duì)后續(xù)功率轉(zhuǎn)換元件的要求(即開關(guān)管的要求)，目前高功率因數(shù)電源的損壞多屬于這個(gè)原因；三、由于增加了一階線路也增加了電源的自身?yè)p耗。此外人們還提出許多單階高功率因數(shù)電源，這些線路多數(shù)以犧牲線路可靠性為代價(jià)，是不可取的。本人提出一種穩(wěn)定可靠、高效節(jié)能并成本低的高功率因數(shù)直流電源。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種穩(wěn)定、高效并成本低的高功率因數(shù)(PFC)直流電源。
[0004]本發(fā)明的基本原理是利用正激式變壓器的初級(jí)線圈與主變壓器初級(jí)線圈串聯(lián)。將串聯(lián)電路的一部分電能用來(lái)校正電流輸入波形并將串聯(lián)電路大部分電能轉(zhuǎn)換成次級(jí)電能。同時(shí)利用正激式變壓器另一初級(jí)線圈和一二極管將吸收回路中的電容的儲(chǔ)能釋放。本發(fā)明不局限于具體的線路，根據(jù)本發(fā)明原理可以設(shè)計(jì)出多種不同的線路都應(yīng)屬于本發(fā)明后附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0005]圖1、是本發(fā)明單級(jí)正激式或反激式單管高功率因數(shù)直流電源。
[0006]單管高功率因數(shù)直流電源(圖1)
[0007]具體連接方式是
[0008]參考圖1、整流橋BDlO輸入兩端接工頻交流電源。
[0009]第一電容10并接在兩端。
[0010]電感LlO的第一接線端接整流橋BDlO輸出的正極。
[0011]第一二極管DlO的陽(yáng)極接電感LlO的第二接線端
[0012]第二二極管D12的陽(yáng)極接電感LlO的第二接線端
[0013]正激式變壓器TlO有三個(gè)線圈，正激式變壓器的第一初級(jí)線圈，第二初級(jí)線圈，正激式變壓器的校正線圈。校正線圈的第一接線端接第一二極管DlO的陰極，其第二接線端接第二二極管D12的陰極。正激式變壓器TlO有三個(gè)線圈的第一接線端互為同名端。[0014]第二電容C12的正極端接正激式變壓器TlO的校正線圈第二接線端及第二二極管D12的陰極，
[0015]第二電容C12的負(fù)極端接整流橋BDlO輸出負(fù)極端
[0016]主變壓器T12有兩線圈即初級(jí)線圈和次級(jí)線圈，主變壓器T12的次級(jí)線圈與次級(jí)線路相接，
[0017]主變壓器T12的初級(jí)線圈的第二接線端接正激式變壓器TlO的第一初級(jí)線圈的第
二接線端。
[0018]主變壓器T12的初級(jí)線圈的第一接線端接第二電容C12的正極端。
[0019]第三電容C14第一接線端接主變壓器T12的初級(jí)線圈的第二接線端。
[0020]第三二極管D14的陰極接第二電容C12的正極端，第三二極管D14的陽(yáng)極接第三電容C14第二接線端。
[0021]第四二極管D16的陽(yáng)極接整流橋BDlO輸出的負(fù)極。
[0022]正激式變壓器TlO的第二初級(jí)線圈T10p2的第二線端接第四二極管D16的陰極，正激式變壓器TlO的第二初級(jí)線圈T10p2的第一線端接第三電容C14第二接線端。
[0023]開關(guān)管QlO有三個(gè)接線端，第一接線端，第二接線端及一控制端，開關(guān)管QlO的第一接線端接正激式變壓器TlO的第一初級(jí)線圈的第一接線端，開關(guān)管QlO的第二接線端接整流橋BDlO輸出的負(fù)極,開關(guān)管QlO的控制端接控制線路的控制線。
[0024]其工作原理如下:
[0025]當(dāng)開關(guān)電源的開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，電容C12的放電電流通過(guò)主變壓器T12初級(jí)，正激式變壓器TlO的第一初級(jí)線圈TlOpl及開關(guān)管Q10，同時(shí)輸入電流通過(guò)電感L10，正激式變壓器TlO的校正線圈及第一二極管DlO給第二電容C12充電，電容C14的儲(chǔ)能通過(guò)第四二極管D16，正激式變壓器TlO的第二初級(jí)線圈，正激式變壓器TlO的第一初級(jí)線圈及開關(guān)管QlO放電。開關(guān)電源的開關(guān)管斷開時(shí)，輸入電流通過(guò)電感LlO及第二二極管D12繼續(xù)給第二電容C12.同時(shí)主變壓器T12初級(jí)的漏感電能通過(guò)第三二極管D14給第三電容C14充電。
[0026]電感L10，正激式變壓器的校正線圈和第一二極管DlO組成的電路及第二電容C12的串聯(lián)電路可以有不同的連接順序。
[0027]正激式變壓器的校正線圈與正激式變壓器的第一初級(jí)線圈的匝數(shù)比為2-3: I。
[0028]電感LlO的取值較小，電感LlO —般選在使得繼流二管D12在開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)已經(jīng)關(guān)斷以避勉繼流二管D12產(chǎn)生大的反向電流通過(guò)繼流二管D12。同時(shí)要有足夠儲(chǔ)能。
【權(quán)利要求】
1.一高功率因數(shù)電源、包括整流橋BD10、二極管(D10，D12、D14、D16)、電感L10、電容(CIO、C12、C14)、正激式變壓器T10、主變壓器T12 ； 整流橋BDlO輸入兩端接工頻交流電源； 第一電容10并接在兩端； 電感LlO的第一接線端接整流橋BDlO輸出的正極； 第一二極管DlO的陽(yáng)極接電感LlO的第二接線端； 第二二極管D12的陽(yáng)極接電感LlO的第二接線端； 正激式變壓器TlO有三個(gè)線圈，正激式變壓器的第一初級(jí)線圈，第二初級(jí)線圈，正激式變壓器的校正線圈；校正線圈的第一接線端接第一二極管DlO的陰極，其第二接線端接第二二極管D12的陰極；正激式變壓器TlO有三個(gè)線圈的第一接線端互為同名端； 第二電容C12的正極端接正激式變壓器TlO的校正線圈第二接線端及第二二極管D12的陰極，第二電容C12的負(fù)極端接整流橋BDlO輸出負(fù)極端； 主變壓器T12有兩線圈即初級(jí)線圈和次級(jí)線圈，主變壓器T12的次級(jí)線圈與次級(jí)線路相接，主變壓器T12的初級(jí)線圈的第二接線端接正激式變壓器TlO的第一初級(jí)線圈的第二接線端。主變壓器T12的初級(jí)線圈的第一接線端接第二電容C12的正極端； 第三電容C14第一接線端接主變壓器T12的初級(jí)線圈的第二接線端； 第三二極管D14的陰極接第二電容C12的正極端，第三二極管D14的陽(yáng)極接第三電容C14弟二接線$而； 第四二極管D16的陽(yáng)極接整流橋BDlO輸出的負(fù)極； 正激式變壓器TlO的第二初級(jí)線圈T10p2的第二線端接第四二極管D16的陰極，正激式變壓器TlO的第二初級(jí)線圈T10p2的第一線端接第三電容C14第二接線端，第三二極管的陽(yáng)極； 開關(guān)管QlO有三個(gè)接線端，第一接線端，第二接線端及一控制端，開關(guān)管QlO的第一接線端接正激式變壓器TlO的第一初級(jí)線圈的第一接線端，開關(guān)管QlO的第二接線端接整流橋BDlO輸出的負(fù)極，開關(guān)管QlO的控制端接控制線路的控制線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1，一高功率因數(shù)電源其特征在于正激式變壓器TlO的第一初級(jí)線圈與主變壓器T12的初級(jí)線圈TlOpl串接，將串聯(lián)電路小部分電能轉(zhuǎn)換成功率因數(shù)校正的電能，串聯(lián)電路大部分電能轉(zhuǎn)換成次級(jí)的電能。
3.根據(jù)權(quán)利要求1，一高功率因數(shù)電源其特征在于電感L10，第一二極管DlO及正激式變壓器TlO的校正線圈TlOpl組成串聯(lián)電路，用于給第二電容C12充電，串聯(lián)電路可以有不同元件順序，此串聯(lián)電路也可接在整流橋BDlO輸出的負(fù)極與第二電容C12負(fù)極之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3，一高功率因數(shù)電源其特征在于第二二極管D12并接在第一二極管DlO及正激式變壓器TlO的校正線圈組成串聯(lián)電路的兩端，用于將電感LlO的電能釋放到第三電容C14。
5.根據(jù)權(quán)利要求1，一高功率因數(shù)電源其特征在于主變壓器是正激式變壓器或是反激式變壓器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1，一高功率因數(shù)電源其特征在于第三電容C14與第三二極管串聯(lián)且并接在主變壓器的初級(jí)線兩端，用于吸收主變壓器的初級(jí)線圈的漏感電能。
7.根據(jù)權(quán)利要求1，一高功率因數(shù)電源其特征在于正激式變壓器TlO的第二初級(jí)線圈與第四二極管串聯(lián)接于整流橋BDlO輸出的負(fù)極與第三電容C14第二接線端之間，用于釋放第三電容C14電容的電能。
8.根據(jù)權(quán)利要求7，一高功率因數(shù)電源其特征在于正激式變壓器TlO的第二初級(jí)線圈可用一電感替代。`
【文檔編號(hào)】H02M7/12GK103780106SQ201210430898
【公開日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2012年10月24日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月24日
【發(fā)明者】林福泳 申請(qǐng)人:林福泳, 林福祥