T型降压-升压整流器的制作方法

背景技术：

技术实现思路

1、本实施例可以提供降压-升压拓扑结构中的转换器，其允许在保持功率因数接近单位的同时设置任何期望的三电平输出电压。整流器可以将输出电压维持在大操作范围(在50v-800v之间)，并且可以以连续传导模式(ccm)和不连续传导模式(dcm)配置操作。更具体地，提出了一种升高电压/降低电压三电压电平整流器。本实施例的拓扑结构基于降压-升压转换器。

2、根据本发明的一些实施例的一个方面，提供了一种t型降压-升压功率因数校正(pfc)整流器(tbpr)，用于根据电源ac输入提供低纹波dc输出，该tbpr包括：

3、功率电感器；

4、第一存储电容器和第二存储电容器；以及

5、第一双向开关、第二双向开关、和第三双向开关，该第一双向开关将电源输入连接到功率电感器的第一端，该第二双向开关将功率电感器的第一端连接到第一电容器的第一端，并且该第三双向开关将功率电感器的第一端连接到第二电容器的第一端，第一电容器的第二端、第二电容器的第二端和功率电感器的第二端连接到公共节点。

6、在一个实施例中，功率电感器高于临界值，tbpr从而以连续导通模式(ccm)操作。相反，如果功率电感器低于临界值，则tbpr可以以不连续传导模式(dcm)操作。这两种不同的模式可以涉及在不同条件下的相同设备或涉及不同的设备。

7、在一个实施例中，tbpr可以具有第一控制信号，该第一控制信号具有互补部分。第一双向开关由第一控制信号管理，而第二双向开关由第一控制信号的互补部分控制，并且第二双向开关还可以被约束为仅在输入正弦波的正半部分期间操作。

8、附加地或可替换地，tpbr可以具有第一控制信号，该第一控制信号具有如上所述的互补部分，并且第一双向开关由第一控制信号管理，第三双向开关由第一控制信号的互补部分控制，并且第三双向开关还被约束为仅在输入正弦波的负半部分期间操作。

9、在一个实施例中，第一控制信号由脉宽调制(pwm)模块产生。

10、一个实施例可以具有两个电压输出电平，且其它实施例可以具有三个电压输出电平。

11、在一个实施例中，输出电压低于430伏，并且更具体地但不排他地，输出电压在接近单位的功率因数处在430伏与50伏之间，其中接近单位的术语可以指在10％内或在5％内或在2.5％内或在1.25％内或在1％内或在0.1％内。

12、本发明还扩展到需要连接到上述tpbr的整流输出的相对低电压的dc输入的家用电器和其它设备或者在其电路中包括上述tpbr的家用电器和其它设备，或者扩展到利用这种tpbr而修改的传统设备及其修改动作。

13、除非另有定义，否则本文使用的所有技术和/或科学术语具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。尽管与本文所述的方法和材料类似或等同的方法和材料可用于本发明的实施例的实践或测试中，但是下文描述了示例性方法和/或材料。在冲突的情况下，以专利说明书(包括定义)为准。此外，材料、方法和示例仅是说明性的，而不是进行必要限制。

14、附图的简要描述

15、本文仅通过示例并且参考附图来描述本发明的一些实施例。现在详细地具体参考附图，强调的是，所示的细节是通过示例的方式，并且是为了对本发明的实施例进行说明性的讨论。在这一点上，结合附图进行的描述对于本领域的技术人员来说如何实践本发明的实施例是显而易见的。

16、在附图中：

17、图1是示出根据本发明的tbpr的实施例的示意性电路图；

18、图2是图示根据本发明的实施例的基于一个功率电感器、两个存储电容器和三个双向开关的单相tbpr的简化示意图；

19、图3是示出根据本发明的实施例的用于正半正弦波的图2的tbpr的操作中的放电路径的简化图；

20、图4是示出根据本发明的实施例的用于负半正弦波的图2的tbpr的操作中的放电路径的简化图；

21、图5是示出根据本发明的实施例的dcm中的电感器电流波形的包络的简化图形；

22、图6是示出根据本发明的实施例的dcm正半周期电感器峰值电流的简化图形；

23、图7是示出根据本发明的实施例的dcm中的负半周期电感器峰值电流的简化图形；

24、图8是示出根据本发明的实施例的dcm中的输出电容器电压和负载电压的简化图形；

25、图9是示出根据本发明的实施例的ccm中的电感器电流的包络的简化图形；

26、图10是示出根据本发明的实施例的ccm中的正半周期峰值电感器电流的简化图形；

27、图11是示出根据本发明的实施例的ccm中的负半周期电感器峰值电流的简化图形；

28、图12是示出根据本发明的实施例的ccm中的输出电容器电压和负载电压的简化图形；

29、图13是示出用于ccm的ac源电流的简化图；

30、图14是示出用于ccm的控制结构并且图示了根据本发明的实施例使用的用于添加正弦参考信号的乘法器和用于脉宽调制器的电路逻辑的简化电路图；和

31、图15是示出根据本发明的实施例的用于dcm的控制结构的简化电路图。

技术特征：

1.一种t型降压-升压功率因数校正pfc整流器tbpr，用于根据电源ac输入提供低纹波dc输出，所述tbpr包括：

2.根据权利要求1所述的tbpr，其中，所述功率电感器高于临界值，所述tbpr从而以连续导通模式操作。

3.根据权利要求1所述的tbpr，其中，所述功率电感器低于临界值，所述tbpr从而以不连续导通模式操作。

4.根据权利要求1所述的tbpr，具有第一控制信号，所述第一控制信号具有互补部分，其中所述第一双向开关由所述第一控制信号管理，并且所述第二双向开关由所述第一控制信号的所述互补部分控制，所述第二双向开关还被约束为仅在输入正弦波的正半部分期间操作。

5.根据权利要求1所述的tbpr，具有第一控制信号，所述第一控制信号具有互补部分，其中所述第一双向开关由所述第一控制信号管理，并且所述第三双向开关由所述第一控制信号的所述互补部分控制，所述第三双向开关还被约束为仅在输入正弦波的负半部分期间操作。

6.根据权利要求4或5所述的tbpr，其中，所述第一控制信号由脉宽调制pwm模块产生。

7.根据前述权利要求中任一项所述的tbpr，具有两个电压输出电平。

8.根据前述权利要求中任一项所述的tbpr，具有三个电压输出电平。

9.根据前述权利要求中任一项所述的tbpr，其中，所述输出电压低于430伏。

10.根据前述权利要求中任一项所述的tbpr，其中，所述输出电压在接近单位的功率因数处在430伏与50伏之间。

11.一种家用电器，其连接到由前述权利要求中任一项所述的tbpr的所述dc输出并且由该dc输出供电。

12.一种家用电器，包括根据权利要求1至10中任一项所述的tbpr。

13.一种制造或修改包括权利要求1至10中任一项所述的tbpr的电子电器的方法。

技术总结
一种T型降压‑升压功率因数校正(PFC)整流器(TBPR)包括：功率电感器、第一和第二存储电容器、以及第一、第二和第三双向开关。第一双向开关将电源输入连接到功率电感器的第一端，第二双向开关将功率电感器的第一端连接到第一电容器的第一端，第三双向开关将功率电感器的第一端连接到第二电容器的第一端。同时，第一电容器的第二端、第二电容器的第二端和功率电感器的第二端连接到公共节点。

技术研发人员：伊兰·亚伦,亚伦·什玛丽亚胡
受保护的技术使用者：阿里尔科学创新有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15