[发明专利]单级单相无桥倍压式CUK型PFC变换器

权利要求书

1.单级单相无桥倍压式CUK型PFC变换器，其特征在于，包括输入滤波电感L₁、储能电容C、储能电感L₂、输出滤波电容C_dc1、输出滤波电容C_dc2、两个双向开关、开关管S₅和S₆；

输入电源的正极与输入滤波电感L₁的一端连接，输入滤波电感L₁的另一端同时与储能电容C的一端、1号双向开关的正极同时连接，储能电容C的另一端与2号双向开关的正极和储能电感L₂的一端同时连接；

输入电源的负极、两个双向开关的负极、输出滤波电容C_dc1的一端、输出滤波电容C_dc2的一端同时连接，储能电感L₂的另一端同时与开关管S₅的发射极和开关管S₆的集电极同时连接，开关管S₅的集电极与输出滤波电容C_dc1的另一端连接，开关管S₆的发射极与输出滤波电容C_dc2的另一端连接；

输出滤波电容C_dc1和输出滤波电容C_dc2的电容值相同；

每个双向开关采用两个开关管反向串联实现，所有开关均为PNP型。

2.根据权利要求1所述的单级单相无桥倍压式CUK型PFC变换器，其特征在于，所述变换器工作于断续导通模式。

3.根据权利要求1所述的单级单相无桥倍压式CUK型PFC变换器，其特征在于，1号双向开关包括反向串联的开关管S₁和开关管S₂，其中，开关管S₁的集电极为1号双向开关的正极；开关管S₂的集电极为1号双向开关的负极；

2号双向开关包括反向串联的开关管S₃和开关管S₄，其中，开关管S₄的集电极为2号双向开关的正极，开关管S₃的集电极为2号双向开关的负极；

所述变换器中的开关管进行如下控制：

当输入电源的输入电压大于0时，将占空比信号作用于开关管S₁，占空比信号的互补信号作用于开关管S₃，开关管S₂、开关管S₄、开关管S₆始终处于导通状态，开关管S₅始终处于关断状态；

当输入电源的输入电压小于0时，将占空比信号作用于开关管S₂，占空比信号的互补信号作用于开关管S₄，开关管S₁、开关管S₃、开关管S₅始终处于导通状态，开关管S₆始终处于关断状态。

4.根据权利要求1所述的单级单相无桥倍压式CUK型PFC变换器，其特征在于，储能电感L₂的表达式。

其中，V_{in_max}表示输入电压峰值，P_dc表示输出功率，f_S表示开关频率，d表示占空比。

5.根据权利要求1所述的单级单相无桥倍压式CUK型PFC变换器，其特征在于，输入滤波电感L₁的设计主要考虑因素为输入电流的电流纹波大小，电感的取值公式可表示为

其中，V_{in_max}表示输入电压峰值，P_dc表示输出功率，f_S表示开关频率，d表示占空比，α为电流纹波系数。

6.根据权利要求1所述的单级单相无桥倍压式CUK型PFC变换器，其特征在于，最大占空比为：

其中，V_dc表示输出电压，d≤d_max。