高效单级功率因数校正电源的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明属于开关电源，特别是一种高功率因数电源。
【背景技术】
[0002]传统的开关电源是在整流硅桥后直接接一个滤波电容，这种结构会产生大量的非线性电流并污染交流电网，同时它对电网所传送的电力利用率较低。为了减少非线性电流，并达到国际标准ENG1000-3-2，人们提出各种各样的方法来提高功率因数，其中有无源功率因数校正电路，其功率因数在80% —90%之间；还有一种是有源功率因数校正线路，此种线路功率因数可达99%。有源线路最成功的是二阶功率fe正线路，其原理是先将整流后的波动直流电的电压提高到特定的电压，并形成稳定的直流电压后，再将此直流电变换成我为输出直流电。此线路也存在着一些缺点，一、它开始工作时有较大的冲击电流:二、它将现有的电压提升，从而增加了对后续功率转换元件的要求(即开关管的要求)，目前高功率因数电源的损坏多属于这个原因；三、由于增加了一阶线路也增加了电源的自身损耗。此外人们还提出许多单阶高功率因数电源，这些线路多数以牺牲线路可靠性为代价，是不可取的。本人之前提出一种稳定可靠、成本低的高功率因数电源，其利用一正激变压器的初级线圈与主激变压器初级线圈串联形成一初级负载电路.将通过正激变压器的初级线圈的电能用来校正电流输入波形，将通过主激变压器初级线圈的电能转换成次级电能，此电路可以通过增加一正激变压器的线圈进一步提高其性能。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种稳定、高效并成本低的高功率因数(PFC)直流电源。本发明的基本原理是利用一正激变压器的初级线圈与主激变压器初级线圈串联形成一初级负载电路.将通过正激变压器的初级线圈的电能用来校正电流输入波形，将通过主激变压器初级线圈的电能转换成次级电能。一小电容的一端接于正激式变压器的初级线圈与主变压器的初级线圈连接处，用于吸收主变压器的漏感电能。同时正激变压器的另一线圈释放正激变压器的储能以降底开关管管压要求。本发明不局限于以上具体的线路，根据本发明原理可以设计出多种不同的线路都应属于本发明的权利要求保护范围。
【附图说明】
[0004]图1、是本发明高效单级功率因数校正电源。.
[0005]图2是本发明高效单级功率因数校正电源的另一结构。
[0006]图3是本发明高效单级功率因数校正电源又一结构
[0007]图4是反激式电源次级线路单元结构。
[0008]图5是正激式电源次级线路单元结构。
[0009]高效单级功率因数校正半桥电源
[0010]具体连接方式是
[0011]参考图1、
[0012]具体连接方式是:
[0013]整流桥BDlO输入两端接工频交流电源。
[0014]第一电容ClO并接在整流桥BDlO输出两端。
[0015]电感LlO的第一接线端接整流桥BDlO输出的正极。
[0016]第一二极管DlO的阳极接电感LlO的第二接线端。
[0017]第二二极管D12的阳极接电感LlO的第二接线端。
[0018]第三二极管D14。
[0019]正激式变压器TlO有三个线圈，正激式变压器的初级线圈，正激式变压器的校正线圈和正激式变压器的电能释放线圈。校正线圈的第一接线端接第一二极管DlO的阴极，校正线圈的第二接线端接接第二二极管D12的阴极。正激式变压器的电能释放线圈T103与第三二极管D14串联。
[0020]第二电容C12的正极端接正激式变压器的校正线圈第二接线端及第二二极管D12的阴极，第二电容C12的负极端接整流桥BDlO输出的负极端。
[0021]主变压器T12有初级线圈和次级线圈，其初级线圈一端接第二电容C12的正极端，其另一端与正激式变压器的初级线圈相连。其次级线圈接次级线路单元。
[0022]开关管QlO的第一端与正激式变压器的初级线圈相连；开关管QlO的第二端与第二电容C12的负极端相连；开关管QlO的控制极接控制线路单元。
[0023]第三电容C14的一端接正激式变压器的初级线圈与主变压器的初级线圈的连接处；第三电容C14的另一端接开关管QlO的第二端。
[0024]正激式变压器TlO的电能释放线圈T103与第三二极管D14的串联电路并接于第二电容或并接于次级线路单元输出两端。
[0025]其工作原理如下(参考图1):
[0026]当电源的开关管QlO导通时，第三电容C14的放电电流通过正激式变压器TlO的初级线圈，第二电容C12的放电电流通过主变压器T12的初级线圈，正激式变压器TlO的初级线圈，此时正激式变压器TlO的校正线圈有感应电压，输入电压与正激式变压器的校正线圈的感应电压通过电感L10，第一二极管DlO及正激式变压器TlO的校正线圈对电容C12充电。
[0027]当开关管QlO断开时，电感LlO感应电压和输入电压通过电感L10，第二二极管D12对电容C12。主变压器T12的初级线圈的漏感电能对第三电容C14充电，正激式变压器TlO的储能通过正激式变压器TlO的电能释放线圈T103释放其电能至第二电容C12或次级线路单元以降低开关管的耐压要求。
[0028]本发明高效单级功率因数校正电源的正激式变压器的校正线圈，第一二极管D10，第二二极管D12及电感LlO可以有不同连接方案，其原理相同。
【主权项】
1.一高效单级功率因数校正电源由下列原件组成: 整流桥输入两端接工频交流电源； 第一电容并接在整流桥输出两端； 电感； 第一二极管； 第二二极管； 第三二极管； 正激式变压器有二个线圈，正激式变压器的初级线圈，正激式变压器的校正线圈，正激式变压器的电能释放线圈； 第二电容； 第三电容； 主变压器有初级线圈和次级线圈，次级线圈接次级线路单元； 开关管； 电感，第二二极管，第二电容组成串联电路，此串联电路的一端接整流桥输出正极端，另一端接整流桥输出负极端； 第一二极管与正激式变压器的校正线圈组成串联电路且并接在第二二极管两端；其中第一二极管和第二二极管有两种连接方式，一是两二极管的阳极连在一起，另一是两二极管的阴极连在一起； 主变压器的初级线圈与正激式变压器的初级线圈组成串联电路，此串联电路一端接开关管的第一接线端，另一端接第二电容正极端； 开关管的第二接线端接第二电容的负极端，开关管的控制端接控制电路单元； 正激式变压器的电能释放线圈与第三二极管串联电路；此串联电路并接在第二电容两端或者并接次级线路单元的输出两端，其中第三二极管的阴极朝向第二电容的正极或者次级线路单元的输出正极端。2.根据权利要求1，一高效单级功率因数校正电源其特征在于正激式变压器的初级线圈与主变压器有初级线圈串联，通过正激式变压器的初级线圈的电能转换成正激式变压器的校正线圈的校正电能，通过主变压器的初级线圈的电能转换成次级电路的电能。3.根据权利要求1，一高效单级功率因数校正电源其特征在于第三电容的一端接正激式变压器的初级线圈和主变压器的初级线圈的连接处，第三电容的另一端接第二电容的负极端；用于吸收主变压器的初级线圈的漏感电能既提高电源的效率。4.根据权利要求1，一高效单级功率因数校正电源其特征在于正激式变压器的校正线圈，第一二极管，第二二极管及电感组成功率因数校正电路用于校正输入电流波行；正激式变压器的校正线圈，第一二极管，第二二极管及电感组成的校正电路有多种不同的连接方式，其功能相同。5.根据权利要求1，一高效单级功率因数校正电源其特征在于正激式变压器的正激式变压器的电能释放线圈与第三二极管串联电路，此串联电路并接在第二电容两端或者并接级线路单元的输出两端，其中第三二极管的阴极指向第二电容的正极或者次级线路单元的输出正极端；此电路用于释放正激式变压器的储存电能以降低开关管的耐压要求。6.一高效单级功率因数校正电源电源由下列原件组成: 整流桥输入两端接工频交流电源； 第一电容并接在整流桥输出两端； 电感； 第一二极管； 第二二极管； 第三二极管； 正激式变压器有三个线圈，正激式变压器的初级线圈，正激式变压器的校正线圈，正激式变压器的电能释放线圈； 第一电容； 第三电容； 主变压器有初级线圈和次级线圈，次级线圈接次级线路单元。 开关管； 电感，第二二极管，第二电容组成一串联电路，此串联电路的一端接整流桥输出正极端，另一端接整流桥输出负极端； 第一二极管与正激式变压器的校正线圈组成一串联电路且并接在第二二极管两端；其中第一二极管和第二二极管有两种连接方式，一是两二极管的阳极连在一起，另一是两二极管的阴极连在一起； 主变压器的初级线圈与正激式变压器的初级线圈组成一串联电路，此串联电路一端接开关管的第一接线端，另一端接第二电容正极端； 开关管的第二接线端接第二电容的负极端，开关管的控制端接控制电路单元； 正激式变压器的电能释放线圈与第三二极管串联电路；此串联电路并接次级线路单元的输出两端，其中第三二极管的阴极朝向次级线路单元的输出正极端。 第四电容的一端接整流桥输出正极端，另一端接接第二极管阳极。7.根据权利要求6，一高效单级功率因数校正电源其特征在于第四电容的一端接整流桥输出正极端，另一端接接第二极管阳极，用于释放正激式变压器的储存电能以降低开关管的耐压要求。
【专利摘要】本发明是利用正激式变压器T10的初级线圈与主变压器T12有初级线圈串联，作为电源的初级负载电路。将电源的初级负载电路一部分电能用来校正输入电流波形并将初级负载电路大部分电能转换成次级电能。利用一小电容吸收主变压器T12有初级线圈的漏感电能以提高电源的效率。同时利用一正激式变压器T10的释放线圈释放正激式变压器的储存电能以降低开关管的耐压要求。本发明最大优点是初级电压处于交流电的峰值电压附近从而降低用于校正功率因数的校正电能。
【IPC分类】H02M7/217, H02M1/42
【公开号】CN105337487
【申请号】CN201510509555
【发明人】林福泳
【申请人】林福泳, 林福祥
【公开日】2016年2月17日
【申请日】2015年8月7日