[实用新型]宽输入范围功率因数校正变换器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种宽输入电压全负载范围高效率的超薄型功率因数校正变换器。

背景技术

目前，对于中小功率宽输入交流电压场合，功率因数校正变换器（Power Factor Correction, 简称PFC）主要采取单路式PFC变换器，按照其工作模式主要分为三种：连续导通模式，断续导通模式，临界导通模式。这三种单路式PFC变换器主电路结构类似，均是由一个电感、一个功率场效应管、一个功率二极管和一个输出储能电解电容组成，它们与输入端滤波器和整流桥配合构成一个完整的功率因数校正装置，可以将输入的交流电压信号转换成400V左右的高压直流信号输出，然后再经后级直流-直流变换器转换成用户端所需的直流电压，同时保证交流输入侧具有较高的功率因数和较低的谐波污染。

单路式PFC由于其主电路结构的特点，在中小功率宽输入电压范围和高效率超薄要求的应用场合，主要会存在以下三个方面的问题：

1）由于只含有一个电感元件，而电感的尺寸一般都跟产品功率等级大小相关，所以单路式PFC变换器产品的总体高度主要被其中的电感元件高度所限，因此在超薄型产品需求的应用场合，单路式PFC变换器往往很难在兼顾高效率的同时去满足产品的高度要求。

2）单路式PFC变换器主电路结构中各功率器件均为单一性，对于宽输入电压应用场合，当产品运行在低压输入大负载的情况下，产品主要功率器件流过的电流很大，发热和温升会比较严重，这对于产品的可靠性和寿命均有影响。

3）单路式PFC在高压输入条件下工作时，开关损耗占总损耗的比重上升，导致高压轻载时效率往往不高，而且由于要兼顾低压输入重载条件下的效率目标，导致高压轻载的效率很难优化。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种适用于宽输入电压全负载范围高效率的超薄型功率因数校正变换器。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：

宽输入范围功率因数校正变换器，特点是：包括输入滤波器、整流器、第一PFC主电路、第二PFC主电路、PFC控制器和储能单元，所述输入滤波器的输出端连接至整流器，所述第一PFC主电路和第二PFC主电路以并联方式连接，其前端接至整流器的输出端，其后端接至储能单元，储能单元通过直直变换器连接至负载，PFC控制器连接第一PFC主电路和第二PFC主电路。

进一步地，上述的宽输入范围功率因数校正变换器，还包括相位控制器，相位控制器的输入端分别连接整流器的输出端和储能单元的输出端，相位控制器的输出端连接PFC控制器。

本实用新型技术方案的实质性特点和进步主要体现在：

①由于采用两路PFC主电路交错并联工作的模式，这样在同样的功率等级应用场合，每路PFC主电路相当于各承担了一半的负载功率，这样每路PFC主电路中的电感器件只需要按一半的最大负载功率来设计，所以电感的体积和高度可以大大减小，对于要求超薄型设计的场合，整体的电源产品高度可以做到很低，具有非常明显的优势；

②两路PFC主电路交错并联工作的模式，使得输入和输出电流的纹波都得以大大减小，对于优化输入滤波器设计和输出储能单元的选型和寿命提升都有非常显著的优势，同时这样的架构也带来了更好的损耗分布和热平衡管理，从而最终提升了产品的可靠性和使用寿命；

③相比于传统的单路PFC方案，所采用的两路PFC主电路交错并联工作的模式，由于具有相位控制的功能，可以灵活的根据不同输入电压和输出负载的条件去管理两路PFC主电路的工作状态，从而实现宽输入电压下全负载范围的效率优化，特别是轻载条件下的效率提升。

附图说明

下面结合附图对本实用新型技术方案作进一步说明：

图1：本实用新型的构造示意图。

具体实施方式