专利名称：高效率功率因数校正器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种功率因数校正器。
目前应用脉宽调制(PWM)技术的功率因数校正器具有桥式整流电路及由电感、二极管和主开关构成的T形电路，其中主开关的一端接在电感与二极管的接点上，另一端接地，电感的另一端与整流电路的正电压输出端相连，二极管另一端为校正器输出，电网供给的交流电通过整流，在电感和主开关作用下，通过二极管输出一恒定电压。这种功率因数校正器由于主开关工作在硬开关，电路的损耗较大，故其效率较低。
鉴于上述，本实用新型的目的是提供一种结构简单、工作效率高的高功率因数校正器。
本实用新型的技术解决方案是，在现有的功率因数校正器上接入辅助电路，高功率因数校正器包括桥式整流电路及由电感Lf、二极管D和主开关K这三条支路构成的T形电路，其特征是还包括有电感Lr、电容Cs、Cr、辅助开关S、二极管Dc、D3、Dm的辅助电路，二极管Dm与主开关K反并联，电容Cs和电感Lr的一端共接于T形电路的接点，电容Cs的另一端接地，电感Lr的另一端接二极管Dc及电容Cr，二极管Dc的另一端与二极管D输出端相连，电容Cr的另一端与辅助开关S、反并联二极管D3的电路相连，该并联电路的另一端接地。
工作时，利用辅助电路中的电感Lr，电容Cr，Cs共同组成谐振电路，实现主开关的零电压开通和辅助开关的零电流关断。
以下结合附图对本实用新型作详细描述。
图1是本实用新型构成示意图。
参照图1，本实用新型的高效率功率因数校正器，包括桥式整流电路及由电感Lf、二极管D和主开关K这三条支路构成的T形电路，还包括有电感Lr、电容Cs、Cr、辅助开关S、二极管Dc、D3、Dm的辅助电路，二极管Dm与主开关K反并联，电容Cs和电感Lr的一端共接于T形电路的接点A，电容Cs的另一端接地，电感Lr的另一端接二极管Dc及电容Cr，二极管Dc的另一端与二极管D输出端相连，电容Cr的另一端与辅助开关S、反并联二极管D3的电路相连，该并联电路的另一端接地。
辅助开关S可以采用开关管MOSFET或IGBT。通常，为简化电路，与辅助开关S并联的二极管D3可以是辅助开关内部寄生二极管。与主开关K反并联的二极管Dm也可以是主开关内部寄生二极管。
本实用新型的高效率功率因数校正器的工作过程如下假设电路的初始状态为主开关K关断，电感Lf通过二极管D向负载侧输送能量。谐振电容Cr的初始电压为下正上负，主开关K的吸收电容Cs的电压被钳位在输出电压Vout上。
当辅助开关S在主开关K导通前开通，在电容Cr上的初始电压和输出电压Vout的共同作用下，电感Lr和二极管D之间的换流迅速完成，而后主开关K的吸收电容Cs和电感Lr，电容Cr组成谐振回路，将电容Cs上的电压谐振到零，这时，主开关K的漏极和源极之间电压为零。此后，主开关K的反并联二极管Dm续流导通，保证了主开关K的零电压状态。如果主开关K在二极管Dm续流导通期间开通，就可以实现主开关K的零电压开通。于此同时，电容Cr上的电压逐渐由下正上负变为下负上正，二极管Dc的存在保证了电容Cr上的电压不会高于输出电压Vout。当主开关K导通后，电容Cr，电感Lr，主开关K和辅助开关S上的反并联二极管D3组成谐振回路，进行谐振。若辅助开关S在其反并联二极管导通期间关断，就可以实现零电流关断。当谐振电感Lr的电流谐振为零后，谐振支路恢复到初始状态，退出工作，电路由电感Lf、主开关K、二极管D继续工作，完成一个工作周期。
本实用新型的高效率功率因数校正器结构简单，由于利用辅助电路中的电感Lr，电容Cr、Cs共同组成谐振回路，既能实现主开关的零电压转移和定频控制，又能实现辅助开关的零电流开关，能有效地提高功率因数校正器的工作效率。
权利要求1.高效率功率因数校正器，包括桥式整流电路及由电感[Lf]、二极管[D]和主开关[K]这三条支路构成的T形电路，其特征是还包括有电感[Lr]、电容[Cs]、[Cr]、辅助开关[S]、二极管[Dc]、[D3]、[Dm]的辅助电路，二极管[Dm]与主开关[K]反并联，电容[Cs]和电感[Lr]的一端共接于T形电路的接点[A]，电容[Cs]的另一端接地，电感[Lr]的另一端接二极管[Dc]及电容[Cr]，二极管[Dc]的另一端与二极管[D]输出端相连，电容[Cr]的另一端与辅助开关[S]、反并联二极管[D3]的电路相连，该并联电路的另一端接地。
2.按权利要求1所述的功率因数校正器，其特征是与辅助开关[S]反并联的二极管[D3]是辅助开关内部寄生二极管。
3.按权利要求1所述的功率因数校正器，其特征是与主开关[K]反并联的二极管[Dm]是主开关内部寄生二极管。
专利摘要本实用新型的高效率功率因数校正器,包括桥式整流电路及由电感Lf、二极管D和主开关K构成的T形电路,还包括有电感Lr、电容Cs、Cr、辅助开关S、二极管Dc、D3、Dm的辅助电路,该功率因数校正器结构简单,由于利用辅助电路中的电感Lr,电容Cr、Cs共同组成谐振回路,既能实现主开关的零电压转移和定频控制,又能实现辅助开关的零电流开关,能有效地提高功率因数校正器的工作效率。
文档编号G01R35/00GK2413296SQ0020293
公开日2001年1月3日 申请日期2000年1月24日 优先权日2000年1月24日
发明者徐 明 申请人:浙江大学