專利名稱：一種降壓和升降壓切換工作的無(wú)橋pfc變換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及PFC變換器領(lǐng)域，具體涉及一種降壓和升降壓切換工作的無(wú)橋PFC變換器。
背景技術(shù)：
目前廣泛應(yīng)用的PFC變換器為Boost變換器，要求Boost變換器的輸出電壓為400V左右，當(dāng)輸入電壓較低時(shí)，它將工作于大占空比的狀態(tài)，這會(huì)導(dǎo)致變換器發(fā)熱嚴(yán)重，變換器功率密度受到限制；Sepic、Cuk以及Buck-Boost變換器也常應(yīng)用于PFC場(chǎng)合，這些變換器雖然能達(dá)到很高的功率因數(shù)，但是開(kāi)關(guān)應(yīng)力很大，導(dǎo)致開(kāi)關(guān)損耗增大，效率降低，成本升高；Buck變換器也越來(lái)越多地應(yīng)用到PFC場(chǎng)合，但是由于其存在死區(qū)問(wèn)題，功率因數(shù)的提高受到限制。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)與不足，本發(fā)明提供一種降壓和升降壓切換工作的無(wú)橋PFC變換器，本發(fā)明工作于Buck和Buck-Boost兩種工作模式，解決了 Buck PFC變換器固有存在的死區(qū)問(wèn)題。本發(fā)明采用的技術(shù)方案:一種降壓和升降壓切換工作的無(wú)橋PFC變換器，包括第一開(kāi)關(guān)管S1、第二開(kāi)關(guān)管S2、第三開(kāi)關(guān)管S3、第一二極管D1、第二二極管D2、第三二極管D3、第四二極管D4、第五二極管D5、第六二極管D6、電感L和電容C ;所述第一開(kāi)關(guān)管S1的漏極分別與輸入電壓的一端、第二二極管D2的陰極連接，所述第一開(kāi)關(guān)管S1的源級(jí)與第一二極管D1的陽(yáng)極連接；所述第一二極管D1的陰極與第四二極管D4的陰極、第三二極管D3的陽(yáng)極、第六二極管D6的陽(yáng)極連接，所述第六二極管D6的陰極與電容C的一端、輸出電壓的正極連接；所述電容C的另一端分別與輸出電壓的負(fù)極和第三開(kāi)關(guān)管S3的源級(jí)、電感L的一端連接；所述電感L的另一端與第五二極管D5的陽(yáng)極、第二開(kāi)關(guān)管S2的漏極連接，所述第二開(kāi)關(guān)管S2的源級(jí)和第二二極管D2的陽(yáng)極連接；所述第四二極管D4的陽(yáng)極與輸入電壓的另一端、第五二極管D5的陰極連接；所述第三二極管D3的陰極與第三開(kāi)關(guān)管S3的漏極連接。所述第四二極管D4、第五二極管D5、第六二極管D6為快恢復(fù)二極管，電容C為電解電容。所述第一二 極管D1、第二二極管D2、第三二極管D3用于阻斷第一開(kāi)關(guān)管S1、第二開(kāi)關(guān)管S2、第三開(kāi)關(guān)管S3所在支路電流回流。一種Buck和Buck-Boost切換工作的無(wú)橋PFC變換器，當(dāng)輸入電壓Vin大于輸出電壓V。時(shí),工作于Buck模式；當(dāng)輸入電壓Vin小于輸出電壓V。時(shí),工作于Buck-Boost模式。
當(dāng)變換器工作于Buck模式時(shí)，其中只有第一開(kāi)關(guān)管S1、第二開(kāi)關(guān)管S2、第一二極管D1、第二二極管D2、第四二極管D4、第五二極管D5、第六二極管D6、電感L和電容C工作；當(dāng)變換器工作于Buck-Boost模式時(shí)，第一開(kāi)關(guān)管S1、第二開(kāi)關(guān)管S2、第三開(kāi)關(guān)管S3、第一二極管D1、第二二極管D2、第四二極管D4、第五二極管D5、第六二極管D6、第三二極管D3、電感L和電容C工作。本發(fā)明的有益效果:加入Buck-Boost工作模式，解決了 Buck PFC變換器固有存在的死區(qū)問(wèn)題，有效地提高了變換器的功率因數(shù)。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)圖；圖2是本發(fā)明具體實(shí)施例在輸入電壓一個(gè)周期內(nèi)開(kāi)關(guān)序列、輸入電流波形圖；圖3a 圖3d是本發(fā)明具體實(shí)施例在輸入電壓正半周內(nèi)的工作流程圖；其中圖3a是變換器工作于BUCK-B00ST模式且開(kāi)關(guān)管開(kāi)通時(shí)的電路圖，圖3b是變換器工作于BUCK-B00ST模式且開(kāi)關(guān)管閉合時(shí)的電路圖，圖3c是變換器工作于BUCK模式且開(kāi)關(guān)管開(kāi)通時(shí)的電路圖，圖3d是變換器工作于BUCK模式且開(kāi)關(guān)管閉合時(shí)的電路圖；圖4a 圖4d是本發(fā)明具體實(shí)施例在輸入電壓負(fù)半軸內(nèi)的工作過(guò)程圖；其中圖4a是變換器工作于BUCK-B00ST模式且開(kāi)關(guān)管開(kāi)通時(shí)的電路圖，圖4b是變換器工作于BUCK-B00ST模式且開(kāi)關(guān)管閉合時(shí)的電路圖，圖4c是變換器工作于BUCK模式且開(kāi)關(guān)管開(kāi)通時(shí)的電路圖，圖4d是變換器工作于BUCK模式且開(kāi)關(guān)管閉合時(shí)的電路圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例及附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。實(shí)施例如圖1所示，一種降壓和升降壓切換工作的無(wú)橋PFC變換器，包括第一開(kāi)關(guān)管Sp
第二開(kāi)關(guān)管S2、第三開(kāi)關(guān)管S3、第一二極管D1、第二二極管D2、第三二極管D3、第四二極管D4、第五二極管D5、第六二極管D6、電感L和電容C ;所述第一開(kāi)關(guān)管S1的漏極分別與輸入電壓的一端、第二二極管D2的陰極連接，所述第一開(kāi)關(guān)管S1的源級(jí)與第一二極管D1的陽(yáng)極連接；所述第一二極管D1的陰極與第四二極管D4的陰極、第三二極管D3的陽(yáng)極、第六二極管D6的陽(yáng)極連接，所述第六二極管D6的陰極與電容C的一端、輸出電壓的正極連接；所述電容C的另一端分別與輸出電壓的負(fù)極和第三開(kāi)關(guān)管S3的源級(jí)、電感L的一端連接；所述電感L的另一端與第五二極管D5的陽(yáng)極、第二開(kāi)關(guān)管S2的漏極連接，所述第二開(kāi)關(guān)管S2的源級(jí) 和第二二極管D2的陽(yáng)極連接；所述第四二極管D4的陽(yáng)極與輸入電壓的另一端、第五二極管D5的陰極連接；所述第三二極管D3的陰極與第三開(kāi)關(guān)管S3的漏極連接。所述第四二極管D4、第五二極管D5、第六二極管D6為快恢復(fù)二極管，電容C為電解電容。所述第一二極管D1、第二二極管D2、第三二極管D3用于阻斷第一開(kāi)關(guān)管S1、第二開(kāi)關(guān)管S2、第三開(kāi)關(guān)管S3所在支路電流回流。當(dāng)輸入電壓絕對(duì)值IvinI大于輸出電壓V。時(shí)，變換器工作于Buck模式，其中只有第一開(kāi)關(guān)管S1、第二開(kāi)關(guān)管S2、第一二極管D1、第二二極管D2、第四二極管D4、第五二極管D5、第六二極管D6、電感L和電容C工作；當(dāng)輸入電壓絕對(duì)值Vin小于輸出電壓V。時(shí)，變換器工作于Buck-Boost模式，此工作模式下，第一開(kāi)關(guān)管S1、第二開(kāi)關(guān)管S2、第三開(kāi)關(guān)管S3、第一二極管D1、第二二極管D2、第四二極管D4、第五二極管D5、第六二極管D6、第三二極管D3、電感L和電容C工作。圖3a 圖3d和圖4a 圖4d中實(shí)線表示處于工作狀態(tài)的部分，實(shí)線部分電路圖表示工作時(shí)候的等效電路圖。當(dāng)變換器工作在輸入電壓正半周時(shí):當(dāng)輸入電壓絕對(duì)值Vin小于輸出電壓V。時(shí)，此時(shí)變換器工作于Buck-Boost模式，如圖3a、圖3b所示，第一開(kāi)關(guān)管S1和第三開(kāi)關(guān)管S3同時(shí)開(kāi)通和關(guān)斷，其開(kāi)關(guān)序列如圖2中to 階段以及t2 t3階段所示。當(dāng)輸入電壓絕對(duì)值Vin大于輸出電壓V。時(shí),此時(shí)變換器工作于Buck模式,如圖3c、圖3d所示，第三開(kāi)關(guān)管S3 —直關(guān)閉，第一開(kāi)關(guān)管S1工作，其開(kāi)關(guān)序列如圖2中& t2階段所示。當(dāng)變換器工作在輸入電壓負(fù)半周時(shí):當(dāng)輸入電壓絕對(duì)值Vin小于輸出電壓V。時(shí),此時(shí)變換器工作于Buck-Boost模式，如圖4a、圖4b所示。第二開(kāi)關(guān)管S2和第三開(kāi)關(guān)管S3同時(shí)開(kāi)通和關(guān)斷，其開(kāi)關(guān)序列如圖2中t3 t4階段以及t5 t6階段所示。當(dāng)輸入電壓絕對(duì)值Vin大于輸出電壓V。時(shí),此時(shí)變換器工作于Buck模式,如圖4c、圖4d所示。第三開(kāi)關(guān)管S3 —直關(guān)閉，第二開(kāi)關(guān)管S2工作，其開(kāi)關(guān)序列如圖2中t4 t5階段所示。上述實(shí)施例 為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受所述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種降壓和升降壓切換工作的無(wú)橋PFC變換器，其特征在于，包括第一開(kāi)關(guān)管(Si)、第二開(kāi)關(guān)管(S2)、第三開(kāi)關(guān)管(S3)、第一二極管(D1X第二二極管(D2)、第三二極管(D3)、第四二極管(D4)、第五二極管(D5)、第六二極管(D6)、電感(L)和電容(C); 所述第一開(kāi)關(guān)管(S1)的漏極分別與輸入電壓的一端、第二二極管(D2)的陰極連接，所述第一開(kāi)關(guān)管(S1)的源級(jí)與第一二極管(D1)的陽(yáng)極連接； 所述第一二極管(D1)的陰極與第四二極管(D4)的陰極、第三二極管(D3)的陽(yáng)極、第六二極管(D6)的陽(yáng)極連接，所述第六二極管(D6)的陰極與電容(C)的一端、輸出電壓的正極連接； 所述電容(C)的另一端分別與輸出電壓的負(fù)極和第三開(kāi)關(guān)管(S3)的源級(jí)、電感(L)的一端連接； 所述電感(L)的另一端與第五二極管(D5)的陽(yáng)極、第二開(kāi)關(guān)管(S2)的漏極連接，所述第二開(kāi)關(guān)管(S2)的源級(jí)和第二二極管(D2)的陽(yáng)極連接； 所述第四二極管(D4)的陽(yáng)極與輸入電壓的另一端、第五二極管(D5)的陰極連接； 所述第三二極管(D3)的陰極與第三開(kāi)關(guān)管(S3)的漏極連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種降壓和升降壓切換工作的無(wú)橋PFC變換器，其特征在于，所述第四二極管(D4)、第五二極管(D5)、第六二極管(D6)為快恢復(fù)二極管，電容(C)為電解電容。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種降壓和升降壓切換工作的無(wú)橋PFC變換器，其特征在于，第一二極管(D1X第二二極管(D2)、第三二極管(D3)用于阻斷第一開(kāi)關(guān)管(S1X第二開(kāi)關(guān)管 (S2)、第三開(kāi)關(guān)管(S3)所在支路電流回流。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種降壓和升降壓切換工作的無(wú)橋PFC變換器，包括第一開(kāi)關(guān)管、第二開(kāi)關(guān)管、第三開(kāi)關(guān)管、第一二極管、第二二極管、第三二極管、第四二極管、第五二極管、第六二極管、電感和電容；本發(fā)明當(dāng)輸入電壓絕對(duì)值大于輸出電壓時(shí)，工作于Buck模式；當(dāng)輸入電壓絕對(duì)值小于輸出電壓時(shí)，工作于Buck-Boost模式。本發(fā)明通過(guò)加入Buck-Boost工作模式，解決了Buck PFC變換器固有存在的死區(qū)問(wèn)題，可以有效地提高變換器的功率因數(shù)。
文檔編號(hào)H02M7/12GK103227574SQ20131012212
公開(kāi)日2013年7月31日 申請(qǐng)日期2013年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月9日
發(fā)明者張波, 張能, 黃子田, 肖文勛, 丘東元 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué), 東莞市石龍富華電子有限公司