[实用新型]并联整合式Buck-Flyback功率因数校正装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及电力输送，尤其是低输入电流谐波、低压输出、高效率的功率因数校正技术领域。

背景技术

近年来，电力电子技术迅速发展，作为电力电子领域重要组成部分的电源技术逐渐成为应用和研究的热点。开关电源以其效率高、功率密度高而确立了其在电源领域中的主流地位，但其通过整流器接入电网时会存在一个致命的弱点：功率因数较低（一般仅为0.45～0.75）,且在电网中会产生大量的电流谐波和无功功率而污染电网。抑制开关电源产生谐波的方法主要有两种：一是被动法，即采用无源滤波或有源滤波电路来旁路或消除谐波；二是主动法，即设计新一代高性能整流器，它具有输入电流为正弦波、谐波含量低以及功率因数高等特点，即具有功率因数校正功能。开关电源功率因数校正研究的重点，主要是功率因数校正电路拓扑的研究和功率因数校正控制集成电路的开发。现有Buck、Boost、Buck-Boost等多种功率因数校正电路拓扑结构。其中，Boost拓扑具有控制容易，驱动简单，在整个工频周期内都可以进行开关工作，输入电流的功率因数可以接近1等优点；但是Boost电路具有输出电压高的特点，无法实现单级应用，而且在宽范围输入（90Vac～265Vac）条件下，在低压段（90Vac～135Vac）效率会比高压段（175Vac～265Vac）低。而采用Buck-Boost拓扑，由于电感传递能量方式是完全能量存储与释放，因此，效率较低。在中小功率应用场合，Buck拓扑能够在整个输入电压范围内保持高效率，因此，Buck拓扑被越来越多地用到工业产品中。

然而Buck拓扑应用于PFC电路，在整流桥后的输入电压V_g小于输出电压V_o的区间内，输入电流i_in为零，如图1与图2所示，这段死区时间极大程度地增加了输入电流谐波，影响了网侧输入功率因数。

实用新型内容

鉴于现有技术的以上不足，本实用新型提供一种并联整合式Buck-Flyback功率因数校正装置，相比传统的Buck拓扑，具有高功率因数、低总谐波失真的优点。

本实用新型为实现其实用新型目的所采用的技术方案是：

一种并联整合式Buck-Flyback功率因数校正PFC装置，其主电路由前端整流桥、滤波电感L_f，滤波电容C_f，开关管Q，二极管D₁，D₂，D₃，电感L_B，反激变压器T，输出电容C_O，以及负载R组成,其特征在于：此装置由Buck PFC变换器与Flyback PFC变换器构成，其中Buck PFC变换器的输入端与Flyback PFC变换器的输入端并联连接，Buck PFC变换器的输出端与Flyback PFC变换器的输出端并联连接;

其中一种拓扑形式为输出与输入滤波器共地型，即所谓高端并联整合式Buck-Flyback功率因数校正装置,其整流滤波后的电路连接情况如下：滤波电容C_f的高压端接开关管Q的漏极，另一端接变压器T原边绕组的异名端、二极管D₁的阳极、二极管D₂的阳极、输出电容C_O的负端和负载R的一端，开关管Q的源极接变压器T原边绕组的同名端和二极管D₃的阳极，二极管D₃的阴极接二极管D₁的阴极和电感L_B的一端，电感L_B的另一端接变压器T副边绕组的异名端、输出电容C_O的正端和负载R的另一端，二极管D₂的阴极接变压器T副边绕组的同名端，由于此种拓扑形式主开关管连接输入滤波器的高压端;