提供了一种具有减少输入电流谐波的ＰＦＣ前端的高效输入电流整形ＡＣ到ＤＣ变换器。在一个实施例中，可与交流源连接并且进行操作以输出直流的ＡＣ到ＤＣ变换器包括其后跟随有ＤＣ／ＤＣ变换器的ＰＦＣ前端。ＰＦＣ前端减少由ＰＦＣ前端从交流源接收的输入电流波形中所出现的谐波分量，并且包括电流导引电路以及可选的填谷电路。ＤＣ／ＤＣ变换器包括对ＰＦＣ前端呈现纯电阻性输入阻抗的ＤＣ／ＤＣ变换器。ＤＣ／ＤＣ变换器向与其连接的负载输出直流。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本申请一般性地涉及功率变换器，并且更具体地涉及具有功率因数校正(PFC)需求的交流(AC)到直流(DC)变换器。
技术介绍
在大量应用中期望具有PFC能力的AC到DC功率变换器，所述应用例如包括膝上型计算机和台式计算机中的应用。然而，传统的AC到DC功率变换器具有高谐波输入电流， 并且对于许多应用来说它们的效率不如期望的高。关于这点，图1为现有技术的具有PFC 前端110的AC到DC变换器的示意图。如图中所示，PFC前端110包括填谷电路(valley filling circuit) 140(电感器142、二极管144和晶体管146)和电流导引网络(current SteeringnetWOrk)160，所述电流导引网络160具有在四个节点的网络中布置的两个电容器162、166和三个二极管170、176、178。图2为图1中所示的PFC前端110的仿真输入电流波形202的图形。如图2的图形所示，输入电流波形包括显著的谐波。
技术实现思路
据此，本专利技术的一个目的是提供具有PFC前端的AC到DC变换器本专利技术的另一目的是减少具有PFC前端的AC到DC变换器中的输入电流谐波。通过本专利技术的具有PFC前端的高效输入电流整形AC到DC变换器的多个方面来实现这些目的和其他目的。根据一个方面，可以与交流源连接并且可进行操作以输出直流的 AC到DC变换器包括其后跟随有DC/DC变换器的PFC前端。PFC前端包括电流导引电路，其减少由PFC前端从交流源接收的输入电流波形中所出现的谐波分量。DC/DC变换器包括对 PFC前端呈现纯电阻性输入阻抗的DC/DC变换器。DC/DC变换器向负载输出直流。通过以上述方式连接对象，PFC前端不具有总是工作的功率开关或甚至只在输入电流过零点附近的短时段工作的功率开关。作为结果，显著降低了开关损耗并同时保持了高功率因数和低谐波。可以以多种方式配置电流导引电路。在一个实施例中，电流导引电路包括三个电容器和六个二极管(3C&6D)。这三个电容器和六个二极管例如可以布置在具有六个节点的网络中。例如，第一电容器可以连接在第一节点和第二节点之间，第二电容器可以连接在第三和第四节点之间，第三电容器可以连接在第五节点和第六节点之间，第一二极管可以连接在第一节点和第五节点之间，第二二极管可以连接在第一节点和第三节点之间，第三二极管可以连接在第二节点和第三节点之间，第四二极管可以连接在第四节点和第五节点之间，第五二极管可以连接在第四节点和第六节点之间，而第六二极管可以连接在第二节点和第六节点之间。在另一实施例中，电流导引电路包括两个电容器和三个二极管OC&3D)。 这两个电容器和三个二极管例如可以布置在具有四个节点的网络中。例如，第一电容器可以连接在第一节点和第二节点之间，第二电容器可以连接在第三和第四节点之间，第一二5极管可以连接在第一节点和第三节点之间，第二二极管可以连接在第二节点和第三节点之间，而第三二极管可以连接在第二节点和第四节点之间。除了电流导引电路之外，变换器的PFC前端还可以包括减少输入电流波形中的不连续性出现的填谷电路。在一个实施例中，填谷电路包括电感器、二极管和开关元件。所述二极管、电感器和开关元件例如可以布置在具有四个节点的网络中。例如，电感器可以连接在第一节点和第二节点之间，二极管可以连接在第二节点和第三节点之间，而开关元件可以连接在第二节点和第四节点之间。PFC前端除了上述电流导引电路和填谷电路之外还可以包括其他组件。进一步地， 可以利用电流导引电路与填谷电路组合或不与填谷电路组合的不同实施例来实施PFC前端。例如，可以利用3C&6D电流导引网络和填谷电路、或利用3C&6D电流导引网络而没有填谷电路来配置PFC前端。通过进一步的示例，可以利用2C&3D电流导引网络和填谷电路、或利用2C&3D电流导引网络而没有填谷电路来配置PFC前端。根据另一方面，可以与交流源连接并且进行操作以输出直流的AC到DC变换装置包括用于校正功率因数的第一级装置和用于向与第二级装置连接的负载输出直流的第二级装置。第一级装置包括电流导引装置，其用于减少在由第一级装置从交流源接收的输入电流波形中出现的谐波分量。第二级装置对第一级装置呈现纯电阻性输入阻抗。电流导引装置例如可以是诸如例如3C&6D电流导引电路或2C&3D电流导引电路之类的电流导引电路。第一级装置可以可选地包括诸如例如填谷电路之类的填谷装置，其用于减少在过零点附近的输入电流波形中的不连续性的出现，第二级装置例如可以是恒定功率DC/DC变换ο根据又一方面，电流整形AC到DC变换器包括填谷电路、与填谷电路连接的电流导引电路、以及与电流导引电路和填谷电路连接的恒定功率DC/DC变换器。在一个实施例中，电流导引电路包括布置在具有六个节点的网络中的三个电容器和六个二极管，其中第一电容器连接在第一节点和第二节点之间，第二电容器连接在第三和第四节点之间，第三电容器连接在第五节点和第六节点之间，第一二极管连接在第一节点和第五节点之间，第二二极管连接在第一节点和第三节点之间，第三二极管连接在第二节点和第三节点之间， 第四二极管连接在第四节点和第五节点之间，第五二极管连接在第四节点和第六节点之间，而第六二极管连接在第二节点和第六节点之间。在另一实施例中，电流导引电路包括布置在具有四个节点的网络中的两个电容器和三个二极管，其中第一电容器连接在第一节点和第二节点之间，第二电容器连接在第三和第四节点之间、第一二极管连接在第一节点和第三节点之间，第二二极管连接在第二节点和第三节点之间，而第三二极管连接在第二节点和第四节点之间。在一个实施例中，填谷电路包括布置在具有四个节点的网络中的电感器、二极管和开关元件，其中电感器连接在第一节点和第二节点之间，二极管连接在第二节点和第三节点之间，而开关元件连接在第二节点和第四节点之间。电流导引网络和填谷电路的多个节点可以重合从而将填谷电路与电流导引电路连接。例如，3C&6D电流导引网络的第一和第六节点可以分别与填谷电路的第三和第四节点重合。在进一步的示例中，2C&3D电流导引网络的第一和第四节点可以分别与填谷电路的第三和第四节点重合。另外，DC/DC变换器的输入端可以与电流导引网络和填谷电路的多个节点连接。例如，DC/DC变换器的一个输入端子可以与3C&6D电流导引网络/填谷电路的重合的第一 /第三节点连接，而DC/DC变换器的另一输入端子可以与3C&6D电流导引网络/填谷电路的重合的第六/第四节点连接。在进一步的示例中，DC/DC变换器的一个输入端子可以与2C&3D电流导引网络/填谷电路的重合的第一 /第三节点连接，而DC/DC变换器的另一输入端子可以与2C&3D电流导引网络/填谷电路的重合的第四/第四节点连接。在结合附图而阅读以下具体实施方式之后，本专利技术的这些和其他方面和优点将变得明显。附图说明为了更全面地理解本专利技术及其进一步的优点，现在将与附图结合而参考以下具体实施方式，在所述附图中图1为示出具有现有技术PFC前端的现有技术AC到DC变换器的示意图；图2为图1中所示的AC到DC变换器PFC前端的仿真的输入电流波形的本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种可与交流源连接并且可进行操作以输出直流的ＡＣ到ＤＣ变换器，所述变换器包括：功率因数校正（ＰＦＣ）前端，其包括电流导引电路，所述电流导引电路减少由ＰＦＣ前端从交流源接收的输入电流波形中出现的谐波分量；以及ＤＣ／ＤＣ变换器，其在ＰＦＣ前端之后并且对ＰＦＣ前端呈现纯电阻性输入阻抗，所述ＤＣ／ＤＣ变换器向与所述ＤＣ／ＤＣ变换器连接的负载输出直流。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：保罗·加里蒂，
申请(专利权)人：弗莱克斯电子有限责任公司，
类型：发明
国别省市：US
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