专利名称：一种pfc高功率因素直流电源的制作方法
技术领域：
本发明属于高频直流电源，特别是一种高功率因数高频直流电源。
背景技术：
传统的高频直流电源是在整流硅桥后直接接一个滤波电容，但是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电力的利用效率较低。为了减少非线性电流达到国际标准Evb1000-3-2，人们提出很多方法来提高电源的功率因数，其中有无源高功率效正电路，其功率因数一般在80％--90％之间。还一种是有源电路，此种线路功率因数可以达到99％。有源功率效正电路以二阶功率效正最为成功。其原理是先将整流后的波动直流电压提高到一定电压形成稳定的直流电压再将此电压变换成的直流电压输出。这种线路存在一些缺点，一 是它的开始冲击电流，二 是它将现有的电压提高增加了对后继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，增加了电源自身的损耗，此外人们还提出了许多单阶高功率因数效正线路，这些线路多以牺生线路可靠性为代价，是不可取的。本人提出一种既可增加电源可靠性，又可提高电源工作效率的高功率因数线路。
本发明是上述电路的一种延伸形式。
发明简述本发明克服上述有源功率因数效正电路的缺点，它是本人先前提出的高功率因数电源电路柘扑结构的另一种形式。本电路的基本原理是，将整流后波动直流(交流峰值附近的电压)直接转换成输出直流电压，并储存部分能量为低波动电压时，提供输出直流电压所需的转换电能。当交流即时电压低于某一特定值时，利用储蓄的电能转换输出直流电压，并储蓄部分电能。
本发明的目的之一是提供一种简单、便宜的高功率因数效正电路。本发明的目的之二是提供利用现有的控制器实现高功率因数效正电源电路。本发明的目的之三提供一种可靠高效高功率因数效正电源线路。
说明书附图简述
图1是本发明的一种线路图。
图3是图1基础上增加一电感。
图2是本电路实现的另一种形式。
图4是图2基础上增加一电感。
发明说明在图1，图2中用一个开关管作为高功率因数电源的开关元件，其工作原理如下，在交流电压峰值及附近电压时，开关管Q1导通电流初级线圈TP2及开关管Q1，同时次级产生感应电压输出相应的直流电能给次级线路。当开关管Q1截止时，在初级线圈TP1产生感应电压和整流后的波动直流电压一起作用给电容C2，C3和C4充电。整流后的波动电压越高，充电电流越大。当波动直流电压低于VC3或VC4时储存在电容C3或C4上的电能通过初级线圈TP2及开关管Q1。此时在次级线圈产生感应电压输出相应的直流电能给次级线路供电。当开关管Q1截止时初级线圈TP1产生感应电压，此电压和整流后波动直流电压一起作用给电容C2，C3和C4充电。波动直流电压越高充电电流就越大。可以通过改变高频变压器漏感增加整个周期的充电电流即提高储能电容C3、C4上的电压。改变线圈TP1、TP2的匝数比，可以改变截止时加在开关管Q1两端的电压，一般选择TP1的匝数大于TP2在匝数。
电容C2有两方面的作用，其作用之一是用以效正输入电流波形，使输入电流趋于正弦波。其作用之二是用来钳制加在开关管两端的电压，当输入电压处于电压峰值305伏(220伏交流电)，此时开关管断开。电容C2上的电压为305伏，那么初级线圈TP1产生的反向电压伏对电容C2充电，即VTP1+305等于VC2，此时加在管子两端的电压为VTP2+VC2，其中VTP1＝VTP2(假设TP1的匝数与TP2在匝数相同)。VC2的电压不会超过电压VC3+VC4的电压。这样开关管两端的电压＜2(VC3+VC4)-305伏，同样在输入电压处电压谷值时即电压为零时，此时开关管关断，此时电容上的电压为VC2＝VC3或VC4。那么初级线圈产生的电压VTP1＝VC2，即由它单独向电容C2充电。变压器漏感存储的电能很快被C2吸收，加在开关管两端的电压＜2VC2＜2(VC3+VC4)。
权利要求
1.高频变压器的第一个初级线圈TP1，它的一端接第一个二级管的阴极，它的另一端接第一开关管的漏极。第一个二极管D1，它的阴极接初级线圈TP1，阳极接整流硅桥的正输出。第一个开关管Q1，它的漏极接高频变压器的第一初级线圈，它的源极接整流硅桥输出的负极端。第二个二极管D2，它的阳极与高频变压器第一初级线圈TP1及第一开关管的漏极相连，它的阴极与第二组初级线圈TP2、第二个电容正极C3，第四个二极管D4阴极。第二个电容C3，它的一端接第二个二极管D2的阴极，它的另一端接整流硅桥的负输出极。高频变压器的第二组初级线圈它的一端接第二个D2二极管在阴极，此端与第一初级线圈接第个二管阴极端为同名端。第二开关管Q2，它的漏极与高频变压器第二初级线圈相连，它的源极与整流硅桥负极端相连。第三个电容C4，它的正极端与第二个二极管D2的阴极相连。第五个二极管，它的阳极与第三个电容C4的负极相连。第五个电容，它的正极与第五个二极管的阴极相连，它的负极与整流硅梅的负输出端相连。第四个D4二极管，它的阳极与第五电容的正极相连，它的阴极与第二个二极管的阴极相连。第六个二极管，它的阳极与整流硅梅负输出端相连。它的阴极与第四个电容的负极相连。
2.据权利要求1，第二个电容是用来效正输入波形，如果波形较好也可以不采用。
3.据权利要求1，第一个二极管与第一个电容是用来加速电流导通时间，避免由于低速整流硅桥造成的损失，如果采用快速反应二极管做整流硅桥。此电路可以省略。
4.一高频高功率因素直流电源由下列元件组成一整流硅桥，它的输入端接交流电源。第一个电容C1，它的两端并接在整流硅桥输出两端。第一个二极管D1，它的阳极接整流硅桥的输出正极端。高频变压器的第一个初级线圈TP1，它的一端接第一个二级管D1的阴极。第一个开关管Q1，它的漏极接高频变压器的第一初级线圈，它的源极接整流硅桥输出的负极端。第二个二极管D2，它的阳极与高频变压器第一初级线圈TP1及第一开关管的漏极相连。高频变压器的第二组初级线圈TP2，它的一端接第二个二极管D2的阴极，此端与第一初级线圈接第一个二极管阴极的那一端为同名端。第二个开关管Q2，它的漏极接高频变压器的第二初级线圈另一端，它的源极接整流硅桥输出的负极端。第二个电容C3，它的正极接第二个二极管D2的阴极、高频变压器的第二组初级线圈TP2一端。负极接整流硅桥输出的负极端。
5.据权利要求4，第一个二极管与第一个电容是用来加速电流导通时间，避免由于低速整流硅桥造成的损失，如果采用快速反应二极管做整流硅桥。此电路可以省略。
6.一高频高功率因素直流电源由下列元件组成一整流硅桥，它的输入端接交流电源。第一个电容C1，它的两端并接在整流硅桥输出两端。第一个二极管D1，它的阳极接整流硅桥的输出正极端。高频变压器的第一个初级线圈TP1，它的一端接第一个二级管的阴极。第二个二极管D2，它的阳极接整流硅桥的输出正极端。第三个二极管D3，它的阳极接第一个初级线圈TP1，阴极接第二个二极管D2的阴极。高频变压器的第二组初级线圈TP2，它的一端接第二个、第三个二极管在阴极，此端与第一初级线圈接第一个二极管阴极的那一端为同名端。开关管Q1，它的漏极接高频变压器的第二初级线圈，它的源极接整流硅桥输出的负极端。第四个二极管D4，它的阴极接接第二个、第三个二极管在阴极和第二组初级线圈TP2。第三个电容C3，它的正极接第二个、第三个、第四个二极管的阴极、高频变压器的第二组初级线圈TP2一端。第五个二极管D5，它的阳极接接第三个电容的负极，阴极与第四个二极管阳极相连。第四个电容C4，它的正极与第四个二极管的阳极、第五个二极管的阴极相连，负极与整流硅桥输出的负极端。第六个二极管D6，它的阴极接第二个电容的负极，第五个二极管阳极相连，负极与整流硅桥输出的负极端。第二个电容C2，它的一端接第二个二极管阴极，另一端接整流硅桥的负极。
7.据权利要求6，第二个电容是用来效正输入波形，如果波形较好也可以不采用。
8.权利要求6，第一个二极管与第一个电容是用来加速电流导通时间，避免由于低速整流硅桥造成的损失，如果采用快速反应二极管做整流硅桥。此电路可以省略。
全文摘要
一高功率因数直流电源，使用一开关管，在交流电压峰值附近时，将整流的波动直流转换成稳定的直流电压输出，并储存输入电能。在交流电压低于某一给定的电压，用开关管将存的电能转换稳定的直流电压输出，同时储存部分电能。相对于已有在高功率因数电源电路，本电路具有可靠性高，高效便宜等特点，可适用于各种高频直流电源，如计算机、电视机、通讯设备等。
文档编号H02M1/14GK1909345SQ200510088390
公开日2007年2月7日 申请日期2005年8月5日 优先权日2005年8月5日
发明者林福泳 申请人:林福泳, 林福祥