Pfc电路及具有其的整流装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力电子技术领域，特别涉及一种PFC(Power Factor Correct1n,功率因素校正)电路以及一种具有该PFC电路的整流装置。
【背景技术】
[0002]为解决整流滤波电路导致的交流输入侧谐波电流含量给电网带来的严重污染，同时为给变频负载提供直流侧的稳定、可靠直流电压，升压型PFC电路在变频产品中得到广泛应用。
[0003]目前最为普遍的升压型PFC电路如图1所示，其中交流输入电源Um经过整流电路(由四个二极管VD1、VD2、VD3和VD4组成)整流后，再经过升压型PFC电路进行功率因素校正，最后经过电解电容Cl滤波后输出平滑的直流电压Voutl。PFC电路主要由储能电感L1、开关器件IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor,绝缘栅双极型晶体管)1、升压二极管Dl以及PffM(Pulse Width Modulat1n，脉宽调制)控制信号等部分组成。
[0004]如果要获得比较大的PFC电路输出功率，通常采用以下三种方式来获得:①直接选用更大功率等级的开关器件和升压二极管；②在原电路的基础上，增加开关器件和升压二极管使之并联于原有器件，例如两个IGBTl和IGBT2并联，两个升压二极管Dl和D2并联，具体如图2所示；③采用交错式PFC电路，即在原来放置单个较大功率PFC电路的地方并行放置两个小功率的PFC模块301和302，使两个并联模块以180°的相移交替工作，具体如图3所示。
[0005]然而，采用方式①时，由于大功率等级的器件价格昂贵，会导致应用成本较高；采用方式②时，由于并联的开关器件自身参数的不一致及电路布局的不对称，容易引起并联的开关器件电流分配不均衡，从而影响开关器件的可靠性，电路的可靠性大大降低；采用方式③时，要同时控制两个并联的PFC模块以180°的相移交替工作，电路设计难度大、控制算法复杂。因此，需要对现有的PFC电路进行改进。
【发明内容】
[0006]本发明的目的旨在至少解决上述的技术缺陷之一。
[0007]为此，本发明的一个目的在于提出一种能够提升输出功率等级且可靠性高的PFC电路。
[0008]本发明的另一个目的在于提出一种整流装置。
[0009]为达到上述目的，本发明实施例提出的一种功率因素校正PFC电路，包括:多个PFC模块，所述多个PFC模块相互并联，每个所述PFC模块包括储能电感、开关器件和升压二极管；以及控制模块，所述控制模块输出控制信号至每个所述PFC模块中的开关器件以对每个所述PFC模块中的开关器件进行同步控制。
[0010]根据本发明实施例的PFC电路，通过采用并联多个PFC模块的方式来提升输出功率等级，主要由多个例如两个在结构上相互独立、但控制信号同步的PFC模块并联构成，其中每个PFC模块由储能电感、开关器件和升压二极管组成，多个例如两个PFC模块中的开关器件由同一控制信号同步控制，解决了多个开关器件并联运行时电流分配不均的问题，并且利用储能电感中的感应电动势阻止各支路电流的变化率这一特性，迫使并联的开关器件各支路电流动态平衡。因此，本发明实施例的PFC电路结构相对简单，并且控制策略能够与小功率开关器件相兼容，功率提升主要靠开关器件并联数目的增加来实现，同时利用既有的储能电感迫使并联的开关器件支路电流动态平衡，电路的稳定可罪性闻，具有性价比闻、便于不同功率等级器件进行模块化设计和生产等优点。
[0011]根据本发明的一个实施例，所述开关器件为绝缘栅双极型晶体管IGBT。
[0012]根据本发明的一个实施例，当所述多个PFC模块为第一 PFC模块和第二 PFC模块时，所述第一 PFC模块中的储能电感的一端与整流桥的第一输出端相连，所述第一 PFC模块中的储能电感的另一端与所述第一 PFC模块中的升压二极管的阳极和所述第一 PFC模块中的IGBT的C极相连，所述第二 PFC模块中的储能电感的一端与所述整流桥的第一输出端相连，所述第二 PFC模块中的储能电感的另一端与所述第二 PFC模块中的升压二极管的阳极和所述第二 PFC模块中的IGBT的C极相连，所述第一 PFC模块中的升压二极管的阴极与所述第二 PFC模块中的升压二极管的阴极相连后作为所述PFC电路的第一输出端，所述第一PFC模块中的IGBT的G极和所述第二 PFC模块中的IGBT的G极相连后与所述控制模块相连，所述第一 PFC模块中的IGBT的E极与所述第二 PFC模块中的IGBT的E极相连后作为所述PFC电路的第二输出端，且所述PFC电路的第二输出端与所述整流桥的第二输出端相连。
[0013]根据本发明的一个实施例，所述第一 PFC模块或所述第二 PFC模块中的IGBT与升压二极管通过IGBT组件封装在一起。
[0014]根据本发明的一个实施例，所述第一 PFC模块中的IGBT与所述第二 PFC模块中的IGBT共同采用一个散热装置进行散热。
[0015]根据本发明的一个实施例，所述控制模块包括:控制芯片，所述控制芯片用于输出所述控制信号；驱动芯片，所述驱动芯片与所述控制芯片相连，并且所述驱动芯片与所述第一 PFC模块中的IGBT的G极和E极以及所述第二 PFC模块中的IGBT的G极和E极分别相连，所述驱动芯片根据所述控制信号生成驱动信号以同时驱动所述第一 PFC模块中的IGBT和所述第二 PFC模块中的IGBT。
[0016]其中，所述的PFC电路还包括:供电模块，所述供电模块与所述驱动芯片相连以给所述驱动芯片提供直流电源。
[0017]根据本发明的一个实施例，所述升压二极管为快恢复二极管。
[0018]此外，本发明另一方面实施例还提出了一种整流装置，其包括上述的PFC电路。
[0019]本发明实施例的整流装置，通过采用上述的PFC电路，能够通过PFC电路较大程度地提升功率等级，并且结构相对简单，稳定可靠性高，性价比高。
[0020]本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
【附图说明】
[0021]本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:
[0022]图1为普遍的升压型PFC电路的示意图；
[0023]图2为现有的采用两个IGBT并联的升压型PFC电路的示意图；
[0024]图3为现有的交错式PFC电路的示意图；
[0025]图4为根据本发明实施例的PFC电路的电路示意图；
[0026]图5为根据本发明一个实施例的PFC电路的电路示意图；以及
[0027]图6为根据本发明一个具体实施例的PFC电路的电路示意图。
【具体实施方式】
[0028]下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
[0029]下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此夕卜，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征之“上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。
[0030]在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
[0031]下面参照附图来描述根据本发明实施例提出的PFC电路以及具有该PFC电路的整流装置。
[0032]图4为根据本发明实施例的PFC电路的电路示意图。如图4所示，该PFC电路包括多个PFC模块401、402、…、40N和控制模块400，其中，N为大于等于2的整数。
[0033]如图4所示，多个PFC模块401、402、…、40N相互并联，每个所述PFC模块包括储能电感L4、开关器件K4和升压二极管D4。控制模块400输出控制信号至每个所述PFC模块中的开关器件以对每个所述PFC模块中的开关器件进行同步控制。
[0034]根据本发明的一个实施例，如图5所示，开关器件K4可以为绝缘栅双极型晶体管IGBT0
[0035]具体地，如图5所示，当所述多个PFC模块为第一PFC模块401和第二PFC模块402时，第一 PFC模块401中的储能电感L41的一端与整流桥100的第一输出端相连，第一 PFC模块401中的储能电感L41的另一端与第一 PFC模块401中的升压二极管D41的阳极和第一PFC模块401中的IGBT41的C极相连，第二 PFC模块402中的储能电感L42的一端与整流桥100的第一输出端相连，第二 PFC模块402中的储能电感L42的另一端与第二 PFC模块402中的升压二极管D42的阳极和第二 PFC模块402中的IGBT4