专利名称：高功率因数的单级变换器的制作方法
技术领域：
本发明是一种具有较高功率因数的单级变换器，属于电力电子领域。
技术背景目前典型的开关变换器采用全桥整流加电容的方式，把输入交流电转变为直流电。这种 方式的功率因数约为0.5-0.6，具有较高的谐波分量，给电网带来很大污染。因此，越来越 多的地区和国家要求变换器中加入功率因数校正功能，以降低开关变换器对电网的污染。传 统的带有功率因数校正的变换器多是两级方案，使用两个控制器， 一个用来控制储能电容上 的电压和输入电流，使输入电流跟随输入电压的变化，成正弦波;另一个用来控制变换器的 输出电压，使之保持恒定。这种变换器具有很高的功率因数和很好的输出特性，但结构复杂 ，成本高，并且，功率经过两次处理，功率密度低。参加附图l:现有技术。发明内容本发明提出了一种简洁的电路结构，能够实现功率因数校正(PFC)功能，同时完成电 压变换以及隔离功能。为实现上述目的，本发明包括整流和续流装置、LC网络1、功率开关、变压器、LC网 络2、整流和滤波装置、电容C1、 C2、 C3、控制装置等。 本发明的特点是LC网络1、 LC网络2、变压器中的电感有储能和放能过程，有利于改善功率因数；LC网络 、LC网络2的电感部分(L)可以独立设置，也可以是变压器的漏感；电容部分(C)可以独 立设置，也可以利用寄生电容。LC网络1和LC网络2的设置可根据电路要求取舍。电容C1的一端、C2的一端与交流端(AC端)相联，另一端联接LC网络1， Cl、 C2可以并 存也可以独立存在。当LC网络1使用变压器漏感时，Cl、 C2的另一端可与变压器相联。与交流电联接的整流和续流装置不仅参与整流工作，还参与功率开关的开关动作，此装 置需要快速器件。与负载联接的整流和滤波装置，可以是二极管整流，也可以是同步整流。 熟悉本专业的人员在本思路的基础上还可以做出多种电路变形，仍属于本发明的范畴。 例如，电路中可增加各类滤波器件以降低EMI噪声，加入保护器件增强安全性能等等。由本 发明构成的变换器可以是单路输出，也可以是多路输出，可以提供直流输出，也可以提供交3流输出，也可以多种输出方式并存。
图l:现有技术 图2:本发明的结构框图具体实施方式
工作过程为交流上电后，通过整流和续流装置给C3充电，随着C3电压的升高，控制装 置启动。控制装置驱动功率开关进行开关动作，开关动作导致电能在LC网络1、功率开关、 变压器、LC网络2开始存储、释放、传递。传递到整流和滤波装置的电能被加工为直流电， 可供负载使用。如果是交流特性的负载，则可省略整流和滤波装置。开关动作还导致Cl、 C2、 C3加入电能的存储和释放过程，开关电流通过了整流和续流装置，改变了交流电流通过 整流和续流装置的形状，这个特点将改善功率因数。当LC网络1、 LC网络2在参数适合时使功 率开关工作于零电压(ZVS)和零电流(ZCS)状态，由此可提高工作效率，改善电磁干扰( EMI)。上述LC网络1、 LC网络2可以是单个电感或单个电容器件，或两器件LC网络，或三器件 LC网络，或多器件LC网络。其中电感(L)的部分可利用变压器的漏感或单独设置；电容部 分(C)可以独立设置，也可以利用寄生电容。以上是对本发明的具体介绍，并非对本发明做任何形式的限制，任何熟悉本专业的技术 人员，均可利用上述方法及内容做出多种更改、变换，仍属本发明技术方案的范围内。
权利要求
1. 一种具有较高功率因数的单级变换器，其输入为商用交流电。包括整流和续流装置、LC网络1、功率开关、变压器、LC网络2、整流和滤波装置、电容C1、C2、C3、控制装置等。
2.根据权利要求1所述的LC网络1、 LC网络2可以并存也可以独立存在 。LC网络1、 LC网络2在参数适合时使功率开关工作于零电压(ZVS)和零电流(ZCS)状态。
3.根据权利要求1所述的LC网络1、 LC网络2、变压器中的电感有储能 和放能过程，有利于改善功率因数。
4.根据权利要求1所述的LC网络1、 LC网络2的电感部分(L)可以独 立设置，也可以是变压器的漏感；电容部分(C)可以单独设置，也可以利用寄生电容。
5.根据权利要求1所述的电容C1、 C2可以并存也可以独立存在。其一 端与交流端(AC端)相联，另一端联接LC网络1。当LC网络1使用变压器漏感时，电容C1、 C2 的另一端可与变压器相联。
6.根据权利要求l所述的整流和续流装置不仅参与整流工作，还参与 功率开关的开关动作，此装置需要快速器件。
7.根据权利要求l所述的整流和滤波装置，可以是二极管整流、也可 以是同步整流。
8.根据权利要求l所述的整流和续流装置、LC网络1、功率开关、变 压器、LC网络2、整流和滤波装置、电容C1、 C2、 C3、控制装置为示范说明，并非限制。在 本发明思路的基础上，电路中可增加各类滤波器件以降低EMI噪声，加入保护器件增强安全 性能等等。
全文摘要
本发明是一种具有较高功率因数的单级变换器，本电路结构能够实现功率因数校正功能(PFC)，同时完成电压变换以及隔离功能。LC网络1、LC网络2、变压器中的电感有储能和放能过程，有利于改善功率因数；电容C1的一端、C2的一端与交流端(AC端)相联，另一端联接LC网络1，C1、C2可以并存也可以独立存在。当LC网络1使用变压器漏感时，C1、C2的另一端可与变压器相联。与交流电联接的整流和续流装置不仅参与整流工作，还参与功率开关的开关动作；与负载联接的整流和滤波装置，可以是二极管整流，也可以是同步整流。
文档编号H02M3/24GK101257251SQ200810301139
公开日2008年9月3日 申请日期2008年4月16日 优先权日2008年4月16日
发明者马丽娟 申请人:马丽娟