[发明专利]一种无桥隔离型开关电容SEPIC PFC变换器

说明书

本发明公开了一种无桥隔离型开关电容SEPIC PFC变换器，其拓扑结构采用两个功率开关管、一个电感和一个变压器、五个二极管和四个电容组成，采用无桥拓扑结构，半导体损耗低。此外，通过把电感换成一个变压器，不仅具有隔离作用，利用变压器漏感，还可以有效地降低变换器中的电流尖峰。本发明高增益无桥开关电容SEPIC PFC变换器可产生极高的功率因数，低浪涌电流，利于降低变换器成本，满足IEC 61000‑3‑2标准要求。

技术领域

本发明涉及一种电源系统的功率因数校正电路设备，特别是涉及一种无桥隔离型开关电容SEPIC PFC变换器，应用于电源系统技术领域。

背景技术

功率因数校正(Power factor correction，PFC)变换器广泛应用于单相电力电子设备电源系统中。其中，SEPIC PFC因其低浪涌电流，连续输入电流和高功率因数等优点而广受赞誉。但是，传统SEPIC PFC变换器电压增益较低，难以应用于高电压领域。为了提高传统SEPIC PFC变换器的电压增益，文献(E.H.Ismail,M.A.Al-Saffar,A.J.Sabzali andA.A.Fardoun,“A family of single-switch PWM converters with high step-upconversion ratio,”IEEE Trans.Circuits Syst.I,Reg.Papers,vol.55,no.4,pp.1159–1171,May 2008)提出一种传统有桥高电压增益的开关电容SEPIC PFC变换器，见图1。但是，其拓扑结构中的半导体器件具有较高的传导损耗，开关电容单元产生明显的电流尖峰。重复的电流尖峰会增加半导体的电流应力和噪声。尤其在大功率的应用场合，过大的重复电流尖峰会损坏半导体器件。这成为亟待解决的技术问题。

发明内容

为了解决现有技术问题，本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种无桥隔离型开关电容SEPIC PFC变换器，采用无桥拓扑结构，半导体损耗低。此外，通过把电感换成一个变压器，不仅具有隔离作用，利用变压器漏感，还可以有效地降低变换器中的电流尖峰。此外，本发明高增益无桥开关电容SEPIC PFC变换器可产生极高的功率因数，低浪涌电流，满足IEC 61000-3-2标准要求。

为达到上述发明创造目的，本发明采用如下技术方案：

一种无桥隔离型开关电容SEPIC PFC变换器，其拓扑结构采用两个功率开关管、一个电感和一个变压器、五个二极管和四个电容组成；两个功率开关管分别为第一开关管和第二开关管；五个二极管分别为第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管和第五二极管；四个电容分别为第一电容、第二电容、第三电容和第四电容；

其中，电感的一端与输入交流电源相连，电感另一端与第一二极管和第二二极管的公共端相连接；

第一二极管的一端与电感和第二二极管的公共端相连接，第一二极管另一端与第一开关管和第一电容的公共端相连接；

第二二极管一端与电感和第一二极管的公共端相连接，第二二极管另一端与第二开关管和变压器的初级绕组的公共端相连接；

第一开关管一端与输入电压源和第二开关管的公共端相连接，第一开关管另一端与第一二极管和第一电容的公共端相连接；

第二开关管一端与输入电压源和第一开关管的公共端相连接，第二开关管另一端与第二二极管和变压器的初级绕组的公共端相连接；

第一电容一端与第一二极管和第一开关管的公共端相连接，第一电容另一端与变压器的初级绕组相连接；

第二电容一端与第三二极管和变压器的次级绕组的公共端相连接，第二电容另一端与第四二极管和第五二极管的公共端相连接；

第三二极管的一端与变压器的次级绕组和第二电容的公共端相连接，第三二极管另一端与第三电容和第四电容以及负载的公共端相连接；