[发明专利]单位功率因数升降压电路

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种电力电子技术领域的单位功率因数升降压电路，具体是一种可将220V交流电变换为5V~385V直流电压，同时可实现网侧单位功率因数的升降压电路。

背景技术

单位功率因数升降压电路是我国家用电器和通信电源的重要组成部分。随着我国我国家用电器和通信电源的迅猛发展，对于单位功率因数升降压电路的需求越来越旺盛，对单位功率因数升降压电路的输出功率因数和电压谐波抑制要求也越来越高。稳定性好，功率因数高的单位功率因数升降压电路符合满足清洁能源标准的发展要求，具有良好的应用前景。

单位功率因数升降压电路为了完成升降压直流输出、单位功率因数和谐波抑制，可以采用带隔离型的单位功率因数升降压电路方案和非隔离型的单位功率因数升降压电路方案。与带隔离型的单位功率因数升降压电路方案相比，非隔离型的单位功率因数升降压电路方案具有结构简单，成本低廉，电源利用率高，稳定可靠的优点。

经过对现有适合单位功率因数升降压变换器技术的检索发现，“Buck-Boost PFC软开关电路分析”（空军雷达学院学报,2003第17期）中描述的单位功率因数升降压电路的结构缺乏控制的灵活性，功率因数低，输入电流谐波大，对电网的谐波污染明显，不符合清洁能源标准。

为此需要采用单位功率因数升降压电路，能实现网侧单位因数，电源利用率高，无谐波电流污染，而且供电质量高。

综上所述，现有的功率因数升降压电路的功率因数低，谐波污染明显，不符合满足清洁能源标准。随着实践应用的扩大，设计一种结构简单，控制简便，成本低廉，单位功率因数输出的升降压电路已成为本领域技术人员的当务之急。

发明内容

本发明针对现有技术的上述不足，提供一种单位功率因数升降压电路，使其实现升降压直流输出，单位功率因数输出，具有结构简单、控制简便、成本低廉等优点。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括依次级联的整流电路、升降压电路和滤波电路，其中：整流电路的输出端与升降压电路的输入端相连，升降压电路的输出端与滤波电路的输入端相连。滤波电路的两个端子分即单位功率因数升降压电路的输出端。

所述的整流电路为单相不控整流电路：第一电感的一个端点与电网相连，其另一个端点与第一节点A相连。第一电容两端与交流电源输入端相连。第一二极管阳极与第一节点A相连，其阴极与第三节点C相连，第二二极管阳极与第四节点D相连，其阴极与第一节点A相连，第三二级管阳极与第二节点B相连，其阴极与第三节点C相连，第四二极管阳极与第四节点D相连，其阴极与第二节点B相连。第一～第四二极管构成单相不控整流电路。

所述的升降压电路为Buck-Boost升降压变换电路：第一IGBT集电极与第三节点C相连，其发射极与第五节点E相连；第二IGBT集电极与第六节点F相连，其发射极与第九节点I相连；第三IGBT集电极与第八节点H相连，其发射极与第四节点D相连。第二电感两端分别与第五节点E和第六节点F相连。第一二极管为续流二极管，其阳极与第四节点D相连，其阴极与第五节点E相连；第二二极管阳极与第六节点F相连，其阴极与第七节点G相连；第三二极管阳极与第六节点F相连，其阴极与第八节点H相连；第四二极管阳极与第九节点I相连，其阴极与第四节点D相连。第一电解电容负极与第四节点D相连，其正极与第七节点G相连。第一电阻为稳定电阻，其两端分别与第四节点D和第七节点G相连。其中第二二极管、第一电解电容和第一电阻构成非线性电路。第三二极管、第四二极管、第二IGBT和第三IGBT组成的可控整流电路。第七节点G作为输出正极，第四节点D作为输出负极。

所述的滤波电路为电容滤波电路，第二电解电容正极与第八节点H相连，负极与第九节点I相连，第二电阻为稳定电阻，其两端与第二电解电容两端并联。