一种带有功率因数校正的全桥移相电源的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及大功率开关电源技术领域，特别是涉及一种带有功率因数校正的全桥移相电源。
【背景技术】
[0002]当今社会电子产品，电气设备更新换代的步伐越来越快，电源作为其中重要的一环也越来越受到开发人员的重视。随着开关电源的技术发展，绿色环保，节能减排，以及高效率的电源一直是所倡导的主流发展方向，因此设计出一款效率高，功率因数高，精度高的大功率电源是电源领域的迫切需要。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是提供一种带有功率因数校正的全桥移相电源，具有功率因数高，效率高，精度高，绿色环保的特点。
[0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:提供一种带有功率因数校正的全桥移相电源，包括带有同步整流的全桥移相变换器、功率因数校正电路、金属-氧化物半导体场效应管驱动器、电流电压检测电路以及脉冲控制分配器，所述带有同步整流的移相全桥变换器用于将直流母线电压转换成固定频率的方波之后进行整流滤波；所述功率因数校正电路用于将输入电流整形成与输入电压同波形的信号；所述电流电压检测电路用于检测所述带有同步整流的全桥移相变换器中的电压电流信号，并将该电压电流信号输出至所述脉冲控制分配器；所述脉冲控制分配器根据电流电压检测电路检测出的电压电流信号产生出移相信号输出给所述金属-氧化物半导体场效应管驱动器；所述金属-氧化物半导体场效应管驱动器是将所述脉冲控制分配器产生的信号转换成带有同步整流的移相全桥变换器中金属-氧化物半导体场效应管的驱动信号。
[0005]所述带有同步整流的移向全桥变换器包括由金属-氧化物半导体场效应管构成的全桥电路、高频变压器和LC滤波电路；所述高频变压器的原边与由金属-氧化物半导体场效应管构成的全桥电路相连，副边连有两个串联的金属-氧化物半导体场效应管；所述高频变压器的副边还连有LC滤波电路。
[0006]所述由金属-氧化物半导体场效应管构成的全桥电路中设有谐振电感。
[0007]所述脉冲分配控制器采用德州仪器的UCC28950。
[0008]所述金属-氧化物半导体场效应管驱动器包括相互连接的驱动芯片与驱动变压器。
[0009]所述驱动芯片为德州仪器的UCC27324 ;所述驱动变压器为PULSE公司的PA2007以及 PA2002。
[0010]所述功率因数校正电路采用升压电路进行校正，升压电路的控制器采用德州仪器的 UCC28180。
[0011]所述电流电压检测电路采用电流互感器的方式进行电流信号的采集，采用电阻分压的方式进行输出电压信号的采集。
[0012]有益效果
[0013]由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果:本发明可以提供一种具有电源功率因数高，效率高，精度高，绿色环保的开关电源，比传统不带有源功率因数校正的全桥移相电路的功率因数提升40% -50%。
【附图说明】
[0014]图1是本发明的结构框图；
[0015]图2是本发明中移相全桥变换器的电路图；
[0016]图3是本发明中检测电路和脉冲分配控制器的连接关系图；
[0017]图4是本发明中驱动电路的示意图。
[0018]图5是本发明中功率因数校正电路的示意图。
【具体实施方式】
[0019]下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
[0020]本发明的实施方式涉及一种带有功率因数校正的全桥移相电源，如图1所示，包括带有同步整流的全桥移相变换器、功率因数校正电路、金属-氧化物半导体场效应管驱动器、电流电压检测电路以及脉冲控制分配器，所述带有同步整流的移相全桥变换器用于将直流母线电压转换成固定频率的方波之后进行整流滤波；所述功率因数校正电路用于将输入电流整形成与输入电压同波形的信号；所述电流电压检测电路用于检测所述带有同步整流的全桥移相变换器中的电压电流信号，并将该电压电流信号输出至所述脉冲控制分配器；所述脉冲控制分配器根据电流电压检测电路检测出的电压电流信号产生出移相信号输出给所述金属-氧化物半导体场效应管驱动器；所述金属-氧化物半导体场效应管驱动器是将所述脉冲控制分配器产生的信号转换成带有同步整流的移相全桥变换器中金属-氧化物半导体场效应管的驱动信号。
[0021]如图2所示，所述带有同步整流的移相全桥变换器包括由金属-氧化物半导体场效应管构成的全桥电路、高频变压器和滤波电路；所述高频变压器的原边与由金属-氧化物半导体场效应管构成的全桥电路相连，副边连有两个串联的金属-氧化物半导体场效应管；所述高频变压器的副边还连有LC滤波电路。其中，所述由金属-氧化物半导体场效应管构成的全桥电路中设有谐振电感。由于该移相全桥变换器是带有同步整流的，并且以开关MOSFET的方式代替了传统的二极管整流，使得电源系统大大减少在二极管导通的损耗。
[0022]如图3所示，所述电流电压检测电路采用电流互感器的方式进行电流信号的采集，互感器的一次侧串联在直流母线上，互感器的另一侧用电阻将电流转换为电压信号输入到脉冲分配控制器中；所述检测电路采用电阻分压的方式进行输出电压信号的采集。电流互感器采用PULSE公司的PE63587。
[0023]所述脉冲分配控制器采集电源系统的电压电流信号，然后将电流采集信号与给定电流信号相比较得出一个控制信号，这个控制信号作为电压环路的给定信号，再与电压采集信号相比较，得出电源控制信号，输出给控制电路。所述脉冲分配控制器可以采用德州仪器的UCC28950，通过Cortex-M3内核的STM32的模数转换端口采集电压电流信号，然后经过STM32内部运算之后再经过数模转换端口将控制信号传递给脉冲分配控制器，从而实现电源控制信号的产生。
[0024]所述金属-氧化物半导体场效应管驱动器包括相互连接的驱动芯片与驱动变压器，该驱动电路采用的是专用驱动芯片与驱动变压器相结合的方式，驱动芯片将控制电路的信号放大数倍，然后与驱动变压器相连接，直接驱动M0SFET。如图4驱动芯片采用德州仪器的UCC27324，驱动变压器分别采用PULSE公司的PA2002以及PA2007。
[0025]如图5所示，所述功率因数校正电路采用升压电路进行校正，升压电路的控制器采用德州仪器的UCC28180，采用电压电流双闭环的方式进行电流对电压的波形跟踪。
【主权项】
1.一种带有功率因数校正的全桥移相电源，包括带有同步整流的全桥移相变换器、功率因数校正电路、金属-氧化物半导体场效应管驱动器、电流电压检测电路以及脉冲控制分配器，其特征在于，所述带有同步整流的移相全桥变换器用于将直流母线电压转换成固定频率的方波之后进行整流滤波；所述功率因数校正电路用于将输入电流整形成与输入电压同波形的信号；所述电流电压检测电路用于检测所述带有同步整流的全桥移相变换器中的电压电流信号，并将该电压电流信号输出至所述脉冲控制分配器；所述脉冲控制分配器根据电流电压检测电路检测出的电压电流信号产生出移相信号输出给所述金属-氧化物半导体场效应管驱动器；所述金属-氧化物半导体场效应管驱动器是将所述脉冲控制分配器产生的信号转换成带有同步整流的移相全桥变换器中金属-氧化物半导体场效应管的驱动信号。2.根据权利要求1所述的带有功率因数校正的全桥移相电源，其特征在于，所述带有同步整流的移向全桥变换器包括由金属-氧化物半导体场效应管构成的全桥电路、高频变压器和LC滤波电路；所述高频变压器的原边与由金属-氧化物半导体场效应管构成的全桥电路相连，副边连有两个串联的金属-氧化物半导体场效应管；所述高频变压器的副边还连有LC滤波电路。3.根据权利要求2所述的带有功率因数校正的全桥移相电源，其特征在于，所述由金属-氧化物半导体场效应管构成的全桥电路中设有谐振电感。4.根据权利要求1所述的带有功率因数校正的全桥移相电源，其特征在于，所述脉冲分配控制器采用德州仪器的UCC28950。5.根据权利要求1所述的带有功率因数校正的全桥移相电源，其特征在于，所述金属-氧化物半导体场效应管驱动器包括相互连接的驱动芯片与驱动变压器。6.根据权利要求5所述的带有功率因数校正的全桥移相电源，其特征在于，所述驱动芯片为德州仪器的UCC27324 ;所述驱动变压器为PULSE公司的PA2007以及PA2002。7.根据权利要求1所述的带有功率因数校正的全桥移相电源，其特征在于，所述功率因数校正电路采用升压电路进行校正，升压电路的控制器采用德州仪器的UCC28180。8.根据权利要求1所述的带有功率因数校正的全桥移相电源，其特征在于，所述电流电压检测电路采用电流互感器的方式进行电流信号的采集，采用电阻分压的方式进行输出电压信号的采集。
【专利摘要】本发明涉及一种带有功率因数校正的全桥移相电源，其中，带有同步整流的移相全桥变换器用于将直流母线电压转换成固定频率的方波之后进行整流滤波；所述功率因数校正电路用于将输入电流整形成与输入电压同波形的信号；所述电流电压检测电路用于检测所述带有同步整流的全桥移相变换器中的电压电流信号；所述脉冲控制分配器根据电流电压检测电路检测出的电压电流信号产生出移相信号输出给所述金属-氧化物半导体场效应管驱动器；所述金属-氧化物半导体场效应管驱动器是将所述脉冲控制分配器产生的信号转换成带有同步整流的移相全桥变换器中金属-氧化物半导体场效应管的驱动信号。本发明具有功率因数高，效率高，精度高，绿色环保的特点。
【IPC分类】H02M3/335, H02M1/42
【公开号】CN105048818
【申请号】CN201510412375
【发明人】赵鹏, 孙培德
【申请人】东华大学
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年7月14日