專利名稱：一種功率因數(shù)校正電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及PFC(功率因數(shù)校正)電路，更具體地說，涉及一種可降低對(duì)部分續(xù)流二極管之耐壓要求的功率因數(shù)校正電路。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的三相PFC電路如圖1所示。其中，A、B、C是三相交流輸入，L1、L2、L3是電感，Q1-Q6是帶反并聯(lián)二極管的開關(guān)管，D1-D6是續(xù)流二極管，C1、C2是母線上的等效電容。其中，開關(guān)管Q1-Q6在高頻脈沖的控制下導(dǎo)通或關(guān)斷，從而使得三相交流輸入經(jīng)電感L1-L3、開關(guān)管Q1-Q6、續(xù)流二極管D1-D6、以及電容C1-C2的變換處理后，輸出為相應(yīng)的直流電壓VDC+和VDC-。
以A相為例分析，當(dāng)上橋臂的二極管D1導(dǎo)通時(shí)，下橋臂的二極管D2承受負(fù)電壓而截止，此時(shí)其承受的電壓就是整個(gè)的母線電壓，即VDC+與VDC-的電壓差。假設(shè)母線電壓為800V，則二極管D2必須能夠承受800V的電壓。同樣，對(duì)于二極管D1、以及D3-D6，都要求能承受800V的電壓。
可見，在現(xiàn)有技術(shù)的電路中，續(xù)流二極管承受的反向電壓非常高，這就要求選用耐壓較高的二極管，從而會(huì)增加產(chǎn)品成本。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明要解決現(xiàn)有功率因數(shù)校正電路對(duì)上下橋臂的續(xù)流二極管的耐壓要求都非常高的問題。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是構(gòu)造一種功率因數(shù)校正電路，其中針對(duì)交流電源的每一相火線輸入，設(shè)有一條由依次連接的電感、第一開關(guān)管、以及第二開關(guān)管組成的支路；針對(duì)每一條所述支路，設(shè)有第一續(xù)流二極管和第二續(xù)流二極管；其特征在于，在至少一條所述支路中，所述第一續(xù)流二極管的正極連接到所述電感與第一開關(guān)管之間，負(fù)極與母線電壓的正端連接；所述第二續(xù)流二極管的負(fù)極連接到所述第一開關(guān)管與第二開關(guān)管之間，正極與母線電壓的負(fù)端連接。
根據(jù)本發(fā)明的另一種方案中，在至少一條所述支路中，所述第一續(xù)流二極管的正極連接到所述第一開關(guān)管與第二開關(guān)管之間，負(fù)極與母線電壓的正端連接；所述第二續(xù)流二極管的負(fù)極連接到所述電感與第一開關(guān)管之間，正極與母線電壓的負(fù)端連接。
本發(fā)明中，可包括三條、兩條、或一條所述支路，從而分別連接交流電源的三相、兩相、或單相火線輸入。對(duì)于單相的情況，所述交流電源的零線連接到所述中點(diǎn)。
可見，本發(fā)明在現(xiàn)有電路的基礎(chǔ)上，調(diào)整了上橋臂或下橋臂的續(xù)流二極管的連接位置，當(dāng)未調(diào)整連接位置的那一個(gè)續(xù)流二極管導(dǎo)通時(shí)，調(diào)整了連接位置的那一個(gè)續(xù)流二極管不再單獨(dú)承受全部的母線電壓，而是與其中與之連接的開關(guān)管一起承受全部的母線電壓，從而可降低對(duì)這部分續(xù)流二極管的耐壓要求，進(jìn)而降低產(chǎn)品成本。


下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的三相PFC電路的示意圖；圖2是本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中的三相PFC電路的示意圖；圖3是本發(fā)明另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中的三相PFC電路的示意圖；圖4是本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中的兩相PFC電路的示意圖；圖5是本發(fā)明另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中的兩相PFC電路的示意圖；圖6是本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中的單相PFC電路的示意圖；圖7是本發(fā)明另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中的單相PFC電路的示意圖。
具體實(shí)施例方式
如圖2所示，本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，對(duì)圖1所示的三相PFC電路(即三相功率因數(shù)校正電路)作了改動(dòng)，把下橋臂的三個(gè)二極管D2、D4、D6分別從電感L1、L2、L3后面移到兩個(gè)開關(guān)管之間，得到另一種三相PFC電路。
這種電路的工作原理與現(xiàn)有三相PFC電路基本相同，但也有以下幾個(gè)區(qū)別，下面以A相為例進(jìn)行說明。
當(dāng)二極管D1導(dǎo)通時(shí)，二極管D2不再是單獨(dú)承受全部的母線電壓，而是與開關(guān)管Q1一起來承受整個(gè)母線電壓。這兩個(gè)器件各自分得的電壓由它們內(nèi)部的等效并聯(lián)電容決定；但二極管D2分得的電壓一定不會(huì)高于母線電壓的1/2，本例中是不高于400V；因?yàn)槿绻哂?00V，則開關(guān)管Q2內(nèi)部的反并聯(lián)二極管會(huì)導(dǎo)通箝位，這是因?yàn)橹悬c(diǎn)(Midpoint)對(duì)VDC-的電壓是400V，如果二極管D2分得的電壓高于400V，則二極管D2陰極的電位(這里設(shè)為P點(diǎn))會(huì)高于中點(diǎn)；又由于Q2內(nèi)部的反并聯(lián)二極管是跨在P點(diǎn)與Midpoint之間的，所以該反并聯(lián)二極管會(huì)正向?qū)?。所以，開關(guān)管D2承受的電壓會(huì)小于或者等于400V，而開關(guān)管Q1承受的電壓則大于或等于400V。具體實(shí)施時(shí)，可以選擇合適的開關(guān)管和二極管，使得開關(guān)管Q1和二極管D2承受的電壓都接近400V，這樣一來，下橋臂的三個(gè)二極管D2、D4、D6都可以選擇耐壓較小的器件，從而可以降低產(chǎn)品成本。
仍以A相為例，當(dāng)下橋臂的二極管D2導(dǎo)通時(shí)，電流會(huì)流過開關(guān)管Q1內(nèi)部的反并聯(lián)二極管，相當(dāng)于二極管D2與開關(guān)管Q1內(nèi)部的反并聯(lián)二極管串聯(lián)。由于開關(guān)管內(nèi)部的反并聯(lián)二極管一般反向恢復(fù)時(shí)間較長(zhǎng)，所以本實(shí)施例的反向恢復(fù)特性會(huì)比圖1所示電路略差。
具體實(shí)施時(shí)，還可以只改動(dòng)其中的一條或兩條支路，例如只改動(dòng)續(xù)流二極管D2的位置，而續(xù)流二極管D4、D6的位置保持圖1中的連接方式不變；或者是同時(shí)改動(dòng)續(xù)流二極管D2、D6的位置，而續(xù)流二極管D4的位置保持圖1中的連接方式不變。
如圖3所示是本發(fā)明另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中的三相PFC電路的示意圖，從圖中可以看出，它是在圖1的基礎(chǔ)上，把上橋臂的二極管D1、D3、D5分別從電感L1、L2、L3后面移到兩個(gè)開關(guān)管之間，得到另一種三相PFC電路。它與圖2為對(duì)稱關(guān)系，本實(shí)施例中，上橋臂的三個(gè)二極管D1、D3、D5都可以選擇耐壓較小的器件。
上述改進(jìn)方案同樣適用于兩相PFC電路，如圖4和圖5所示為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中的兩相PFC電路的示意圖，其中的A、B兩相均為火線。對(duì)于圖4，其中的下橋臂的兩個(gè)二極管D2、D4可以選擇耐壓較小的器件；對(duì)于圖5則是上橋臂的兩個(gè)二極管D1、D3可以選擇耐壓較小的器件。
上述改進(jìn)方案同樣適用于單相PFC電路，如圖6和圖7所示為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中的單相PFC電路的示意圖，其中的A為火線，N為零線。對(duì)于圖6，其中的下橋臂的二極管D2可以選擇耐壓較小的器件；對(duì)于圖7則是上橋臂的二極管D1可以選擇耐壓較小的器件。
由圖2至圖7所示的實(shí)施例中可以看出，采用本發(fā)明的方案后，整個(gè)電路中一半的續(xù)流二極管可選擇耐壓較小的器件。具體實(shí)施時(shí)，上述實(shí)施例中的帶反并聯(lián)二極管的開關(guān)管Q1～Q6可以是內(nèi)部帶反并聯(lián)二極管的MOSFET(金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管)、IGBT(絕緣柵雙極晶體管)等開關(guān)管；也可以是MOSFET、IGBT等開關(guān)管外加反并聯(lián)二極管。
權(quán)利要求
1.一種功率因數(shù)校正電路，其中針對(duì)交流電源的每一相火線輸入，設(shè)有一條由依次連接的電感、第一開關(guān)管、以及第二開關(guān)管組成的支路；針對(duì)每一條所述支路，設(shè)有第一續(xù)流二極管和第二續(xù)流二極管；其特征在于，在至少一條所述支路中，所述第一續(xù)流二極管的正極連接到所述電感與第一開關(guān)管之間，負(fù)極與母線電壓的正端連接；所述第二續(xù)流二極管的負(fù)極連接到所述第一開關(guān)管與第二開關(guān)管之間，正極與母線電壓的負(fù)端連接。
2.一種功率因數(shù)校正電路，其中針對(duì)交流電源的每一相火線輸入，設(shè)有一條由依次連接的電感、第一開關(guān)管、以及第二開關(guān)管組成的支路；針對(duì)每一條所述支路，設(shè)有第一續(xù)流二極管和第二續(xù)流二極管；其特征在于，在至少一條所述支路中，所述第一續(xù)流二極管的正極連接到所述第一開關(guān)管與第二開關(guān)管之間，負(fù)極與母線電壓的正端連接；所述第二續(xù)流二極管的負(fù)極連接到所述電感與第一開關(guān)管之間，正極與母線電壓的負(fù)端連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的功率因數(shù)校正電路，其特征在于，其中包括三條所述支路，分別連接交流電源的三相火線輸入。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的功率因數(shù)校正電路，其特征在于，其中包括兩條所述支路，分別連接交流電源的兩相火線輸入。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的功率因數(shù)校正電路，其特征在于，其中包括一條所述支路，并連接到交流電源的單相火線輸入，所述交流電源的零線連接到所述中點(diǎn)。
全文摘要
本發(fā)明涉及功率因數(shù)校正電路，為解決現(xiàn)有功率因數(shù)校正電路對(duì)上下橋臂的續(xù)流二極管的耐壓要求都非常高的問題，本發(fā)明中在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，針對(duì)至少一條由依次連接的電感、第一開關(guān)管、以及第二開關(guān)管組成的支路，將其中一個(gè)橋臂的續(xù)流二極管由連接于所述電感與第一開關(guān)管之間改為連接于所述第一開關(guān)管與第二開關(guān)管之間，如此一來，當(dāng)未調(diào)整連接位置的那一個(gè)續(xù)流二極管導(dǎo)通時(shí)，調(diào)整了連接位置的那一個(gè)續(xù)流二極管不再單獨(dú)承受全部的母線電壓，而是與其中與之連接的開關(guān)管一起承受全部的母線電壓，從而可降低對(duì)這部分續(xù)流二極管的耐壓要求，進(jìn)而降低產(chǎn)品成本。
文檔編號(hào)H02J3/18GK101026304SQ200610004170
公開日2007年8月29日 申請(qǐng)日期2006年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月22日
發(fā)明者黃伯寧, 法蘭克·西特, 鐘宇明 申請(qǐng)人:艾默生網(wǎng)絡(luò)能源系統(tǒng)有限公司