一种功率因数矫正变换器和电源及其控制方法技术

本发明专利技术实施例公开了一种功率因数矫正变换器和电源及其控制方法，能够降低成本，且提高电源转换效率。本发明专利技术实施例功率因数矫正变换器包括：交错控制管组、交流电源、第一电感、第二电感、第三电感、电容、第一桥臂以及第二桥臂；第一桥臂包括串联的第一开关管以及第二开关管；第二桥臂包括串联的第三开关管以及第四开关管；交错控制管组、第一桥臂、第二桥臂以及电容之间相互并联；交流电源与第一电感串联，第二电感和第三电感并联后与第一电感串联；第二电感与第一桥臂连接，第二电感与第二桥臂连接；交流电源与第一电感串联后与交错控制管组连接。本发明专利技术实施例还提供一种控制方法。本发明专利技术实施例能够有效降低成本，且提高电源转换效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电路领域，尤其涉及。
技术介绍
节能减排是全球化发展一种趋势，在通信领域电源的转换效率是其中重要的一个 环节。电源的高效率一方面依赖功率器件的提升；另一方面就是电源拓扑的应用。为了提高电源转换的效率，现有技术中，业界厂家从传统的无桥电路衍生出各种 改进型的无桥功率因数矫正(PFC，Power Factor Correct)电路，现有技术中的一种无桥 PFC电路如图1所示，其中，LOl和L02是开关直流升压(Boost)电路电感，SOl和S02是 PFC主开关管，DOl和D02是Boost电源整流二极管，D03和D04是续流二极管，D05和D06 不参与正常工作，只在浪涌防护中起作用，工作原理如下在正半周，SOl导通，电源通过SOl和D04对电感LOl进行充电储能，电流达到设 定值时SOl关断，LOl电源反向，与电源串联通过DOl和D04对储能电容充电和对后级的变 换电源传递能量。电源电感电流下降到设定值，SOl再导通对电感LOl再充电储能，如此周 而复始。在正半周，S02、D02、D03和L02不参与工作。在负半周，S02与S01、D03与D04、LOl与L02工作对称，工作原理与正半周一致。 在负半周，S01、D01、D04和LOl不参与工作。在电路损耗方面，以正半周为例，导通储能阶段，电流串联通过L01、SOl和D04三 个器件；在开关管截止能量传递阶段，电流串联通过L01、D01和D04三个器件。但是，上述现有技术中，在桥臂上所使用的二极管DOl以及D02是碳化硅二极管， 由于碳化硅二极管的成本比较高，所以使得整个无桥PFC电路的成本提高；其次，由于碳化硅二极管的压降比较大，所以使得电流串联通过DOl或D02时损耗 较多的能量，从而降低了电源转换效率。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了，能够降低成 本，且提高电源转换效率。本专利技术实施例提供的功率因数矫正变换器，包括交错控制管组、交流电源、第一 电感、第二电感、第三电感、电容、第一桥臂以及第二桥臂；所述第一桥臂包括串联的第一开 关管以及第二开关管；所述第二桥臂包括串联的第三开关管以及第四开关管；所述交错控 制管组、所述第一桥臂、所述第二桥臂以及所述电容之间相互并联；所述交流电源与所述第 一电感串联，所述第二电感和所述第三电感并联后与所述第一电感串联；所述第二电感与 所述第一桥臂连接，所述第三电感与所述第二桥臂连接；所述交流电源与所述第一电感串 联后与所述交错控制管组连接。本专利技术实施例提供了一种电源，包括本专利技术实施例提供的功率因数矫正变换器。本专利技术实施例提供的功率因数矫正变换器控制方法，包括闭合第二开关管以及5第三开关管，断开第一开关管以及第四开关管，为第一电感以及第二电感充电，同时为第三 电感放电；闭合第一开关管以及第三开关管，断开第二开关管以及第四开关管，为第一电 感、第二电感以及第三电感放电；闭合第一开关管以及第四开关管，断开第二开关管以及第 三开关管，为第二电感放电，同时为第一电感以及第三电感充电；闭合第一开关管以及第三 开关管，断开第二开关管以及第四开关管，为所述第一电感、第二电感以及第三电感放电。本专利技术实施例提供的功率因数矫正变换器控制方法，包括闭合第二开关管以及 第三开关管，断开第一开关管以及第四开关管，为第一电感以及第二电感充电，同时为第三 电感放电；闭合第二开关管以及第四开关管，断开第一开关管以及第三开关管，为第一电 感、第二电感以及第三电感充电；闭合第一开关管以及第四开关管，断开第二开关管以及第 三开关管，为第二电感放电，同时为第一电感以及第三电感充电；闭合第二开关管以及第四 开关管，断开第一开关管以及第三开关管，为第一电感、第二电感以及第三电感充电。本专利技术实施例提供的功率因数矫正变换器控制方法，包括闭合第一开关管以及 第四开关管，断开第二开关管以及第三开关管，为第三电感放电，为第一电感以及第二电感 充电；闭合第二开关管以及第四开关管，断开第一开关管以及第三开关管，为第一电感、第 二电感以及第三电感放电；闭合第二开关管以及第三开关管，断开第一开关管以及第四开 关管，为第二电感放电，同时为第一电感以及第三电感充电；闭合第二开关管以及第四开关 管，断开第一开关管以及第三开关管，为所述第一电感、第二电感以及第三电感放电。本专利技术实施例提供的功率因数矫正变换器控制方法，包括闭合第一开关管以及 第四开关管，断开第二开关管以及第三开关管，为第一电感以及第二电感充电，同时为第三 电感放电；闭合第一开关管以及第三开关管，断开第二开关管以及第四开关管，为第一电 感、第二电感以及第三电感充电；闭合第二开关管以及第三开关管，断开第一开关管以及第 四开关管，为第二电感放电，同时为第一电感以及第三电感充电；闭合第一开关管以及第三 开关管，断开第二开关管以及第四开关管，为第一电感、第二电感以及第三电感充电。从以上技术方案可以看出，本专利技术实施例具有以下优点本专利技术实施例中，第一桥臂以及第二桥臂上均采用两个串联的开关管作为开关， 而并非采用碳化硅二极管，由于开关管的成本远低于碳化硅二极管，所以能够有效降低成 本；其次，由于开关管的压降远小于碳化硅二极管的压降，所以在电流串联时能够减 少消耗的电能，从而提高电源转换效率。进一步，第一电感作为两组双Boost转换电路的共用电感，具有自动平衡两组双 Boost电路的作用，使两组双Boost电路的交错控制更加容易，降低DSP (数字信号处理器) 控制两组双Boost电路交错开通的复杂度。附图说明图1为现有技术中一种PFC变换器示意图；图2为本专利技术实施例中PFC变换器一个实施例示意图；图3为本专利技术实施例中PFC变换器另一实施例示意图；图4为本专利技术实施例中PFC变换器另一实施例示意图；图5为本专利技术实施例中PFC变换器另一实施例示意图。6图6为本专利技术实施例中电源实施例的示意图； 具体实施例方式本专利技术实施例提供了，能够降低成 本，且提高电源转换效率。请参阅图2，本专利技术实施例中PFC变换器一个实施例包括交错控制管组、交流电源P、第一电感Li、第二电感L2、第三电感L3、电容C、第一桥 臂以及第二桥臂；第一桥臂包括串联的第一开关管Sl以及第二开关管S2 ；第二桥臂包括串联的第三开关管S3以及第四开关管S4 ；交错控制管组、第一桥臂、第二桥臂以及电容C之间相互并联；交流电源P与第一电感Ll串联，第二电感L2和第三电感L3并联后与第一电感Ll 串联；第二电感L2与第一桥臂连接，第三电感L3与第二桥臂连接；交错控制管组与交流电源P连接，第一电感Ll与第二电感L2以及第三电感L3连接。需要说明的是，本实施例中的交错控制管组可以包括两个串联的二极管或开关 管，本实施例中以二极管Dl以及二极管D2为例进行说明。本实施例中的第一电感Li、第二电感L2以及第三电感L3可以为单个电感或者是 耦合的电感。本实施例中的第一开关管Si、第二开关管S2、第三开关管S3以及第四开关管S4 在实际应用中可以为金属氧化物半导体场效应管(Mosfet，Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)开关管，或绝缘栅双极晶体管(IGBT，Insulated Gate Bipolar Transis本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种功率因数矫正变换器，其特征在于，包括：交错控制管组、交流电源、第一电感、第二电感、第三电感、电容、第一桥臂以及第二桥臂；所述第一桥臂包括串联的第一开关管以及第二开关管；所述第二桥臂包括串联的第三开关管以及第四开关管；所述交错控制管组、所述第一桥臂、所述第二桥臂以及所述电容之间相互并联；所述交流电源与所述第一电感串联，所述第二电感和所述第三电感并联后与所述第一电感串联；所述第二电感与所述第一桥臂连接，所述第三电感与所述第二桥臂连接；所述交流电源与所述第一电感串联后与所述交错控制管组连接。

【技术特征摘要】
CN 2010-4-22 201010155655.8一种功率因数矫正变换器，其特征在于，包括交错控制管组、交流电源、第一电感、第二电感、第三电感、电容、第一桥臂以及第二桥臂；所述第一桥臂包括串联的第一开关管以及第二开关管；所述第二桥臂包括串联的第三开关管以及第四开关管；所述交错控制管组、所述第一桥臂、所述第二桥臂以及所述电容之间相互并联；所述交流电源与所述第一电感串联，所述第二电感和所述第三电感并联后与所述第一电感串联；所述第二电感与所述第一桥臂连接，所述第三电感与所述第二桥臂连接；所述交流电源与所述第一电感串联后与所述交错控制管组连接。2.根据权利要求1所述的功率因数矫正变换器，其特征在于，所述交错控制管组与所述交流电源连接，所述第一电感与所述第二电感以及所述第三 电感连接。3.根据权利要求1所述的功率因数矫正变换器，其特征在于，所述交错控制管组与所述第一电感连接，所述交流电源与所述第二电感以及所述第三 电感连接。4.根据权利要求1至3中任一项所述的功率因数矫正变换器，其特征在于， 所述交错控制管组包括两个串联的二极管或开关管。5.根据权利要求1所述的功率因数矫正变换器，其特征在于，所述功率因数矫正变换器还包括预置数目个桥臂，每个桥臂均与所述第一桥臂以及第 二桥臂并联，每个桥臂均包括两个串联的开关管；所述功率因数矫正变换器还包括预置数目个电感，每个电感均与所述第二电感以及第 三电感并联，每个电感均与对应的桥臂连接。6.根据权利要求2所述的功率因数矫正变换器，其特征在于， 所述功率因数矫正变换器还包括保护管组；所述保护管组位于所述交流电源与所述第一电感之间，所述保护管组与所述交错控制 管组、第一桥臂、第二桥臂以及电容并联。7.根据权利要求3所述的功率因数矫正变换器，其特征在于， 所述功率因数矫正变换器还包括保护管组；所述保护管组位于所述交流电源与所述第二电感以及第三电感之间，所述保护管组与 所述交错控制管组、第一桥臂、第二桥臂以及电容并联。8.根据权利要求6或7所述的功率因数矫正变换器，其特征在于， 所述保护管组包括两个串联的二极管或开关管。9.根据权利要求1所述的功率因数矫正变换器，其特征在于， 所述第一电感、第二电感以及第三电感为单个电感或者是耦合的电感。10.根据权利要求1所述的功率因数矫正变换器，其特征在于，所述开关管为金属氧化物半导体场效应管Mosfet开关管，或绝缘栅双极晶体管IGBT 开关管。11.一种电源，其特征在于，包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈文彬，黄伯宁，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]