一種無橋pfc轉(zhuǎn)換器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種無橋PFC轉(zhuǎn)換器，包括第一電感、第一開關(guān)器件、第一二極管、第二開關(guān)器件、第二二極管以及第三二極管、第四二極管和電流采樣單元，第一開關(guān)器件和第一二極管構(gòu)成第一橋臂，第二開關(guān)器件和第二二極管構(gòu)成第二橋臂，第三二極管和第四二極管分別構(gòu)成正負(fù)半周的電流回路通道。第三二極管和第四二極管采用工頻整流二極管，工頻整流二極管比高速開關(guān)二極管的前向壓降低，功率損耗降低。本實(shí)用新型提出的一種無橋PFC轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換效率高，電流采樣方便，不需要專門的電流傳感器即可實(shí)現(xiàn)高精度的電流采樣，電路實(shí)現(xiàn)簡單，工作可靠。
【專利說明】一種無橋PFC轉(zhuǎn)換器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種無橋PFC轉(zhuǎn)換器，屬于電力電子領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]電力電子裝置的大量頻繁使用，給電網(wǎng)造成了很嚴(yán)重的諧波污染，因此必須引入功率因數(shù)校正(PFC)電路，使其輸入電流諧波滿足國家規(guī)定的諧波要求。傳統(tǒng)PFC轉(zhuǎn)換器采用整流橋的結(jié)構(gòu)，在能量轉(zhuǎn)換的通道上要經(jīng)過2個(gè)整流二極管和一個(gè)開關(guān)器件，或者經(jīng)過2個(gè)整流二極管和一個(gè)高速開關(guān)二極管，存在著轉(zhuǎn)換效率低的問題。隨著對(duì)轉(zhuǎn)換效率要求的提高，由傳統(tǒng)PFC轉(zhuǎn)換器拓?fù)溲苌鴣淼臒o橋PFC轉(zhuǎn)換器逐漸成為研究的熱點(diǎn)。它略掉了傳統(tǒng)PFC轉(zhuǎn)換器的整流橋，減少了一個(gè)二極管的通態(tài)損耗，提高了轉(zhuǎn)換效率，但當(dāng)前常用的無橋PFC轉(zhuǎn)換器的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)存在著電流采樣困難以及控制復(fù)雜的缺陷。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型旨在提出一種無橋PFC轉(zhuǎn)換器，提供一種轉(zhuǎn)換效率高、電流采樣方便、電路實(shí)現(xiàn)簡單、控制方便的無橋PFC轉(zhuǎn)換器的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
[0004]本實(shí)用新型通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。
[0005]—種無橋PFC轉(zhuǎn)換器,包括第一電感、第一開關(guān)器件、第一二極管、第二開關(guān)器件、
第二二極管以及第三二極管、第四二極管，
[0006]所述第一電感的一端和交流輸入電源的一端連接，所述第一電感的另一端和第一開關(guān)器件的一端、第一二極管的陽極、第三二極管的陰極連接，交流輸入電源的另一端和第二二開關(guān)器件的一端、第二二極管的陽極、第四二極管的陰極連接，第一二極管的陰極、第二二極管的陰極和直流母線的正極連接，第一開關(guān)器件的另一端、第二開關(guān)器件的另一端、第三二極管的陽極、第四二極管的陽極和直流母線的負(fù)極連接。
[0007]所述第一開關(guān)器件和所述第一二極管構(gòu)成第一橋臂，所述第二開關(guān)器件和所述第二二極管構(gòu)成第二橋臂，所述第三二極管和所述第四二極管分別構(gòu)成正負(fù)半周的電流回路通道。
[0008]還包括電流采樣單元，所述電流采樣單元的一端和直流母線的負(fù)極連接，所述電流采樣單元的另一端和所述第三二極管的陽極、所述第四二極管的陽極連接。
[0009]優(yōu)選地，所述電流采樣單元采用串聯(lián)采樣電阻和運(yùn)算放大器構(gòu)成的采樣電路，采樣精度高，成本更低。
[0010]優(yōu)選地，所述第三二極管、所述第四二極管為工頻整流二極管。工頻整流二極管比高速開關(guān)二極管的前向壓降低，從而功率損耗降低。
[0011]優(yōu)選地，所述第一開關(guān)器件、所述第二開關(guān)器件為IGBT或M0SFET。
[0012]優(yōu)選地，所述第一開關(guān)器件和所述第二開關(guān)器件采用同一 PWM信號(hào)驅(qū)動(dòng)，只需一路PWM信號(hào)、一個(gè)驅(qū)動(dòng)電路即可實(shí)現(xiàn)對(duì)兩個(gè)開關(guān)器件的驅(qū)動(dòng)，控制單元只需一個(gè)PWM信號(hào)端口就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)無橋PFC轉(zhuǎn)換器的開關(guān)控制。
[0013]本實(shí)用新型提出的一種無橋PFC轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換效率高，便于通過由采樣電阻和運(yùn)算放大器構(gòu)成的采樣電路來實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)輸入電流采樣，電流采樣方便，不需要專門的電流傳感器即可實(shí)現(xiàn)高精度的電流采樣，電路實(shí)現(xiàn)簡單，工作可靠。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明:
[0015]圖1是本實(shí)用新型的無橋PFC轉(zhuǎn)換器的第一種電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖；
[0016]圖2是本實(shí)用新型的無橋PFC轉(zhuǎn)換器的第二種電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖；
[0017]圖3是本實(shí)用新型的無橋PFC轉(zhuǎn)換器的電流采樣單元的電路原理圖。

【具體實(shí)施方式】
[0018]結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0019]圖1是本實(shí)用新型的無橋PFC轉(zhuǎn)換器的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖，包括電感L1、第一開關(guān)器件S1、第一二極管D1、第二開關(guān)器件S2、第二二極管D2以及第三二極管D3、第四二極管D4和電流采樣單元。
[0020]電感LI的一端和交流輸入電源的一端連接，電感LI的另一端和第一開關(guān)器件SI的一端、第一二極管Dl的陽極、第三二極管D3的陰極連接，交流輸入電源的另一端和第二二開關(guān)器件S2的一端、第二二極管D2的陽極、第四二極管D4的陰極連接，第一二極管Dl的陰極、第二二極管D2的陰極和直流母線的正極連接。第一開關(guān)器件SI的另一端、第二開關(guān)器件S2的另一端和直流母線負(fù)極連接。第三二極管D3的陽極、第四二極管D4的陽極和電流采樣單元的一端連接，電流采樣單元的令一端和流母線負(fù)極連接。第一開關(guān)器件和第一二極管構(gòu)成第一橋臂，第二開關(guān)器件和第二二極管構(gòu)成第二橋臂，第三二極管和第四二極管分別構(gòu)成正負(fù)半周的電流回路通道。
[0021]圖2是本實(shí)用新型的無橋PFC轉(zhuǎn)換器的第二種電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。與圖1所示的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的不同點(diǎn)在于，本實(shí)施例增加了第二電感L2。第二電感L2的一端和交流輸入電源的另一端連接，第二電感L2的一端和第二二開關(guān)器件S2的一端、第二二極管D2的陽極、第四二極管D4的陰極連接，其余部分和圖1所示的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相同。
[0022]圖3是本實(shí)用新型的無橋PFC轉(zhuǎn)換器的電流采樣單元的電路原理圖，采用串聯(lián)采樣電阻和運(yùn)算放大器構(gòu)成的采樣電路實(shí)現(xiàn)電流檢測(cè)。圖中Rsl為串接于的采樣電阻。采樣電阻Rsl的一端與直流母線的負(fù)極VDC-連接，采樣電阻Rsl的一端與第三二極管D3的陽極、第四二極管D4的陽極、單組Rl的一端連接，電阻Rl的另一端與電阻R2的一端、電容Cl的一端、運(yùn)算放大器Ul的反相輸入端連接，電阻R2的另一端與電容Cl的另一端、運(yùn)算放大器Ul的輸出端、電阻R5的一端連接，電阻R5的另一端與電容C3的一端、控制單兀的一個(gè)A/D輸入端口連接，電容C3的另一端與模擬地AGND連接，電阻R5、電容C3構(gòu)成了 RC濾波電路。電阻R3的一端與直流母線負(fù)極VDC-連接，電阻R3的另一端與電阻R4的一端、電容C2的一端、運(yùn)算放大器Ul的同相輸入端連接，電阻R4的另一端、電容C2的另一端與模擬地AGND連接。運(yùn)算放大器Ul的供電端與供電電源+VCC連接，運(yùn)算放大器Ul的接地端與模擬地AGND連接。圖中運(yùn)算放大器Ul的型號(hào)為TLC2272。
[0023]以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)和范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種無橋PFC轉(zhuǎn)換器,包括第一電感、第一開關(guān)器件、第一二極管、第二開關(guān)器件、第二二極管以及第三二極管、第四二極管，其特征是: 所述第一電感的一端和交流輸入電源的一端連接，所述第一電感的另一端和第一開關(guān)器件的一端、第一二極管的陽極、第三二極管的陰極連接，交流輸入電源的另一端和第二二開關(guān)器件的一端、第二二極管的陽極、第四二極管的陰極連接，第一二極管的陰極、第二二極管的陰極和直流母線的正極連接，第一開關(guān)器件的另一端、第二開關(guān)器件的另一端、第三二極管的陽極、第四二極管的陽極和直流母線的負(fù)極連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無橋PFC轉(zhuǎn)換器，其特征在于:還包括電流采樣單元，所述電流采樣單元的一端和直流母線的負(fù)極連接，所述電流采樣單元的另一端和所述第三二極管的陽極、所述第四二極管的陽極連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無橋PFC轉(zhuǎn)換器，其特征在于:所述第三二極管、所述第四二極管為工頻整流二極管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無橋PFC轉(zhuǎn)換器，其特征在于:所述第一開關(guān)器件、所述第二開關(guān)器件為IGBT或MOSFET。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無橋PFC轉(zhuǎn)換器，其特征在于:所述第一開關(guān)器件和所述第二開關(guān)器件采用同一 PWM信號(hào)驅(qū)動(dòng)。
【文檔編號(hào)】H02M1/42GK203942441SQ201420365505
【公開日】2014年11月12日 申請(qǐng)日期:2014年7月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月4日
【發(fā)明者】韓軍良, 王大虎, 白萬備 申請(qǐng)人:河南理工大學(xué)