本发明涉及功率因数校正领域,具体涉及一种高效率交错并联pfc变换器。
背景技术:
交错并联技术可以有效的减小输入输出电流纹波、降低emi、简化emi滤波器的设计难度、提高效率和功率密度。随着开关电源技术的发展,功率因数校正电路成为开关电源中不可缺少的一个部分,而开关电源的体积要求越来越小,效率要求越来越高,以此来节省能源。而传统的交错并联boostpfc变换器效率较低,因此如何提高交错并联pfc变换器的效率成为本行业人员需要解决的问题。
技术实现要素:
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足,提出一种高效率交错并联pfc变换器。本发明电路中具体包括括交流输入电源vin、传统boostpfc变换器和双二极管式无桥pfc变换器,输出滤波电容和负载。
本发明的目的通过如下技术方案实现。
一种高效率交错并联pfc变换器,其包括交流输入电源、传统boostpfc变换器、双二极管式无桥pfc变换器、输出滤波电容和负载;所述传统boostpfc变换器和双二极管式无桥pfc变换器并联,输出滤波电容和负载并联在双二极管式无桥pfc变换器的输出端;交流输入电源的两端分别与双二极管式无桥pfc变换器的第二电感、第三电感连接。
进一步的,boostpfc变换器包括第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第一电感、第一开关管和第五二极管,第一二极管、第二二极管串联连接后的两端与第三二极管、第四二极管串联连接后的两端并联,第一电感、第一开关管串联后的两端与第三二极管、第四二极管串联连接后的两端并联,五二极管的阳极连接于第一电感、第一开关管之间。
进一步的,所述其中双二极管式无桥pfc变换器包括了第二二极管、第四二极管、第六二极管、第七二极管、第二电感、第三电感、第二开关管、第三开关管,第二二极管、第四二极管与所述boostpfc变换器共用,第六二极管、第二开关管串联后的两端与第七二极管、第三开关管串联后的两端并联;第二电感的一端连接在第六二极管、第二开关管之间,另一端与交流输入电源的一端连接;第三电感的一端连接在第七二极管、第三开关管之间,另一端与交流输入电源的另一端连接。
本发明电路具有的优势为:相比于传统的交错并联boostpfc变换器,本发明电路可以由传统boostpfc变换器和双二极管式无桥pfc变换器并联而成,共用了两个二极管,降低了系统的成本,同时由于包含了一路无桥pfc变换器,系统的效率也得到了提高。
附图说明
图1为一种高效率交错并联pfc变换器结构图。
图2a~图2h为输入电压正负半周内电路模态图。
具体实施方式
为进一步阐述本发明的内容和特点,以下结合附图对本发明的具体实施方案进行具体说明。
本实例的基本拓扑结构如图1所示,为了分析方便,电路结构中的器件均视为理想器件。其中第一开关管s1与第二开关管s2和第三开关管s3驱动信号相差180度,第二开关管s2在交流输入电源正半周工作,第三开关管s3在交流输入电源负半周工作。
(1)在输入电压的正半周,第一二极管vd1、第四二极管vd4导通,电路在此阶段的模态图如图2a所示,第一开关管s1导通,第二开关管s2导通,交流输入电源vin分别给第一电感l1和第二电感l2充电,输出滤波电容co给负载供电。
(2)第一开关管s1导通,第二开关管s2关断,电路在此阶段的模态图如图2b所示,交流输入电源vin给第一电感l1充电,交流输入电源vin与第二电感l2串联给输出滤波电容co充电同时给负载供电。
(3)第一开关管s1关断,第二开关管s2关断,电路在此阶段的模态图如图2c所示,交流输入电源vin与第一电感l1串联给输出滤波电容co充电同时给负载供电。交流输入电源vin与第二电感l2串联给输出滤波电容co充电同时给负载供电。
(4)第一开关管s1关断,第二开关管s2导通,电路在此阶段的模态图如图2d所示,交流输入电源vin与第一电感l1串联给输出滤波电容co充电同时给负载供电。交流输入电源给第第二电感l2充电。
(5)在输入电压的负半周,第二极管vd2、第三二极管vd3导通,电路在此阶段的模态图如图2e所示,电路在此阶段的模态图如图2a所示,第一开关管s1导通,第三开关管s3导通,交流输入电源vin分别给第一电感l1和第三电感l3充电,输出滤波电容co给负载供电。
(6)第一开关管s1导通,第三开关管s3关断,电路在此阶段的模态图如图2f所示,交流输入电源vin给第一电感l1充电,交流输入电源vin与第三电感l3串联给输出滤波电容co充电同时给负载供电。
(7)第一开关管s1关断,第三开关管s3关断,电路在此阶段的模态图如图2g所示,交流输入电源vin与第一电感l1串联给输出滤波电容co充电同时给负载供电。交流输入电源vin与第三电感l3串联给输出滤波电容co充电同时给负载供电。
(8)第一开关管s1关断,第三开关管s3导通,电路在此阶段的模态图如图2h所示,交流输入电源vin与第二电感l2串联给输出滤波电容co充电同时给负载供电。交流输入电源给第第三电感l3充电。
(9)控制电路采用双环结构,电压外环电流内环,其中第一开关管s1与第二开关管s2和第三开关管s3驱动信号相差180度,第二开关管s2在交流输入电源正半周工作,第三开关管s3在交流输入电源负半周工作。