高效高功率因數電源的製作方法

2023-11-11 03:49:32

高效高功率因數電源的製作方法
【專利摘要】高效高功率因數電源電路中有兩變壓器既一正激式變壓器，一主變壓器。正激式變壓器用作PFC功率因數校正，主變壓器用作將初級電能轉換次級的電能。電感用作限制功率因數校正電流以及繼流作用。
【專利說明】高效高功率因數電源
【技術領域】
[0001]本發明屬於開關電源，特別是一種單管高功率因數直流電源。
【背景技術】
[0002]傳統的開關電源是在整流矽橋後直接接一個濾波電容，這種結構會產生大量的非線電流並汙染交流電網，同時它對電網所傳送的電力利用率較低。為了減少非線性電流，並達到國際標準ENG1000-3-2，人們提出各種各樣的方法來提高功率因數，其中有無源功率因數校正電路，其功率因數在80% —90%之間；還有一種是有源功率因數校正線路，此種線路功率因數可達99%。有源線路最成功的是二階功率校正線路，其原理是先將整流後的波動直流電的電壓提高到特定的電壓，並形成穩定的直流電壓後，再將此直流電變換成我為輸出直流電。此線路也存在著一些缺點，一、它開始工作時有較大的衝擊電流；二、它將現有的電壓提升，從而增加了對後續功率轉換元件的要求(即開關管的要求)，目前高功率因數電源的損壞多屬於這個原因；三、由於增加了一階線路也增加了電源的自身損耗。此外人們還提出許多單階高功率因數電源，這些線路多數以犧牲線路可靠性為代價，是不可取的。本人提出一種穩定可靠、高效節能並成本低的高功率因數直流電源。

【發明內容】

[0003]本發明的目的是提供一種穩定、高效並成本低的高功率因數(PFC)直流電源。
[0004]本發明的基本原理是利用正激式變壓器的初級線圈與主變壓器初級線圈串聯。將串聯電路的一部分電能用來校正電流輸入波形並將串聯電路大部分電能轉換成次級電能。同時利用正激式變壓器另一初級線圈和一二極體將吸收回路中的電容的儲能釋放。本發明不局限於具體的線路，根據本發明原理可以設計出多種不同的線路都應屬於本發明後附的權利要求的保護範圍。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0005]圖1、是本發明單級正激式或反激式單管高功率因數直流電源。
[0006]單管高功率因數直流電源(圖1)
[0007]具體連接方式是
[0008]參考圖1、整流橋BDlO輸入兩端接工頻交流電源。
[0009]第一電容10並接在兩端。
[0010]電感LlO的第一接線端接整流橋BDlO輸出的正極。
[0011]第一二極體DlO的陽極接電感LlO的第二接線端
[0012]第二二極體D12的陽極接電感LlO的第二接線端
[0013]正激式變壓器TlO有三個線圈，正激式變壓器的第一初級線圈，第二初級線圈，正激式變壓器的校正線圈。校正線圈的第一接線端接第一二極體DlO的陰極，其第二接線端接第二二極體D12的陰極。正激式變壓器TlO有三個線圈的第一接線端互為同名端。[0014]第二電容C12的正極端接正激式變壓器TlO的校正線圈第二接線端及第二二極體D12的陰極，
[0015]第二電容C12的負極端接整流橋BDlO輸出負極端
[0016]主變壓器T12有兩線圈即初級線圈和次級線圈，主變壓器T12的次級線圈與次級線路相接，
[0017]主變壓器T12的初級線圈的第二接線端接正激式變壓器TlO的第一初級線圈的第
二接線端。
[0018]主變壓器T12的初級線圈的第一接線端接第二電容C12的正極端。
[0019]第三電容C14第一接線端接主變壓器T12的初級線圈的第二接線端。
[0020]第三二極體D14的陰極接第二電容C12的正極端，第三二極體D14的陽極接第三電容C14第二接線端。
[0021]第四二極體D16的陽極接整流橋BDlO輸出的負極。
[0022]正激式變壓器TlO的第二初級線圈T10p2的第二線端接第四二極體D16的陰極，正激式變壓器TlO的第二初級線圈T10p2的第一線端接第三電容C14第二接線端。
[0023]開關管QlO有三個接線端，第一接線端，第二接線端及一控制端，開關管QlO的第一接線端接正激式變壓器TlO的第一初級線圈的第一接線端，開關管QlO的第二接線端接整流橋BDlO輸出的負極,開關管QlO的控制端接控制線路的控制線。
[0024]其工作原理如下:
[0025]當開關電源的開關管導通時，電容C12的放電電流通過主變壓器T12初級，正激式變壓器TlO的第一初級線圈TlOpl及開關管Q10，同時輸入電流通過電感L10，正激式變壓器TlO的校正線圈及第一二極體DlO給第二電容C12充電，電容C14的儲能通過第四二極體D16，正激式變壓器TlO的第二初級線圈，正激式變壓器TlO的第一初級線圈及開關管QlO放電。開關電源的開關管斷開時，輸入電流通過電感LlO及第二二極體D12繼續給第二電容C12.同時主變壓器T12初級的漏感電能通過第三二極體D14給第三電容C14充電。
[0026]電感L10，正激式變壓器的校正線圈和第一二極體DlO組成的電路及第二電容C12的串聯電路可以有不同的連接順序。
[0027]正激式變壓器的校正線圈與正激式變壓器的第一初級線圈的匝數比為2-3: I。
[0028]電感LlO的取值較小，電感LlO —般選在使得繼流二管D12在開關管導通時已經關斷以避勉繼流二管D12產生大的反向電流通過繼流二管D12。同時要有足夠儲能。
【權利要求】
1.一高功率因數電源、包括整流橋BD10、二極體(D10，D12、D14、D16)、電感L10、電容(CIO、C12、C14)、正激式變壓器T10、主變壓器T12 ； 整流橋BDlO輸入兩端接工頻交流電源； 第一電容10並接在兩端； 電感LlO的第一接線端接整流橋BDlO輸出的正極； 第一二極體DlO的陽極接電感LlO的第二接線端； 第二二極體D12的陽極接電感LlO的第二接線端； 正激式變壓器TlO有三個線圈，正激式變壓器的第一初級線圈，第二初級線圈，正激式變壓器的校正線圈；校正線圈的第一接線端接第一二極體DlO的陰極，其第二接線端接第二二極體D12的陰極；正激式變壓器TlO有三個線圈的第一接線端互為同名端； 第二電容C12的正極端接正激式變壓器TlO的校正線圈第二接線端及第二二極體D12的陰極，第二電容C12的負極端接整流橋BDlO輸出負極端； 主變壓器T12有兩線圈即初級線圈和次級線圈，主變壓器T12的次級線圈與次級線路相接，主變壓器T12的初級線圈的第二接線端接正激式變壓器TlO的第一初級線圈的第二接線端。主變壓器T12的初級線圈的第一接線端接第二電容C12的正極端； 第三電容C14第一接線端接主變壓器T12的初級線圈的第二接線端； 第三二極體D14的陰極接第二電容C12的正極端，第三二極體D14的陽極接第三電容C14弟二接線$而； 第四二極體D16的陽極接整流橋BDlO輸出的負極； 正激式變壓器TlO的第二初級線圈T10p2的第二線端接第四二極體D16的陰極，正激式變壓器TlO的第二初級線圈T10p2的第一線端接第三電容C14第二接線端，第三二極體的陽極； 開關管QlO有三個接線端，第一接線端，第二接線端及一控制端，開關管QlO的第一接線端接正激式變壓器TlO的第一初級線圈的第一接線端，開關管QlO的第二接線端接整流橋BDlO輸出的負極，開關管QlO的控制端接控制線路的控制線。
2.根據權利要求1，一高功率因數電源其特徵在於正激式變壓器TlO的第一初級線圈與主變壓器T12的初級線圈TlOpl串接，將串聯電路小部分電能轉換成功率因數校正的電能，串聯電路大部分電能轉換成次級的電能。
3.根據權利要求1，一高功率因數電源其特徵在於電感L10，第一二極體DlO及正激式變壓器TlO的校正線圈TlOpl組成串聯電路，用於給第二電容C12充電，串聯電路可以有不同元件順序，此串聯電路也可接在整流橋BDlO輸出的負極與第二電容C12負極之間。
4.根據權利要求3，一高功率因數電源其特徵在於第二二極體D12並接在第一二極體DlO及正激式變壓器TlO的校正線圈組成串聯電路的兩端，用於將電感LlO的電能釋放到第三電容C14。
5.根據權利要求1，一高功率因數電源其特徵在於主變壓器是正激式變壓器或是反激式變壓器。
6.根據權利要求1，一高功率因數電源其特徵在於第三電容C14與第三二極體串聯且並接在主變壓器的初級線兩端，用於吸收主變壓器的初級線圈的漏感電能。
7.根據權利要求1，一高功率因數電源其特徵在於正激式變壓器TlO的第二初級線圈與第四二極體串聯接於整流橋BDlO輸出的負極與第三電容C14第二接線端之間，用於釋放第三電容C14電容的電能。
8.根據權利要求7，一高功率因數電源其特徵在於正激式變壓器TlO的第二初級線圈可用一電感替代。`
【文檔編號】H02M7/12GK103780106SQ201210430898
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2012年10月24日 優先權日:2012年10月24日
【發明者】林福泳 申請人:林福泳, 林福祥