一種具有正向電壓輸出的新型無橋Cuk PFC變換器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及電能變換中低輸入電流諧波、自動抑制啟動和過載沖擊電流、低電磁干擾及高效率的功率因數(shù)校正技術(shù)領(lǐng)域，特別是在輕載時都具有高效率的功率因數(shù)校正電路。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代電力電子技術(shù)在建設(shè)高效節(jié)能的環(huán)境友好型社會中得到了飛速發(fā)展，開關(guān)電源、LED驅(qū)動等技術(shù)作為電力電子領(lǐng)域重要組成部分其應(yīng)用和研究廣泛。普通開關(guān)電源經(jīng)整流接入電網(wǎng)時存在功率因數(shù)低下的問題，且在電網(wǎng)中會產(chǎn)生大量的電流諧波和無功功率而污染電網(wǎng)，因此需要對開關(guān)電源進(jìn)行功率因數(shù)校正。
[0003]原則上電力電子六種基本變換拓?fù)涠寄軌驅(qū)崿F(xiàn)功率因數(shù)矯正(PFC)，其中最為常見的是Boost拓?fù)洌捎谄漭斎腚姼械拇嬖谑沟幂斎腚娏饕走B續(xù)，且控制容易實現(xiàn)功率因數(shù)接近1，但其不適用輸出電壓低于輸入電壓的場合。Buck電路運(yùn)用于功率因數(shù)校正時輸入電流斷續(xù)，在輸入交流電壓低于輸出電壓部分時將無法工作，從而增加總諧波畸變降低功率因數(shù)。
[0004]工作于DCM模式的Cuk變換器運(yùn)用于PFC電路時具有易實現(xiàn)變壓器隔離、自動保護(hù)抑制啟動和過載時的沖擊電流、低輸入電流紋波和低電磁干擾等優(yōu)點。
[0005]傳統(tǒng)的Cuk PFC電路圖參見圖1，其包含整流橋，需要額外增加負(fù)向電壓轉(zhuǎn)變成正向電壓輸出電路?，F(xiàn)有技術(shù)常采用的無橋Cuk PFC電路參見圖2、3，所用期間數(shù)量較多，結(jié)構(gòu)不夠簡潔，且不能良好工作于電流斷續(xù)模式。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]有鑒于此，本發(fā)明提供一種具有正向電壓輸出的無橋Cuk PFC電路，實現(xiàn)高效、高功率因數(shù)。
[0007]本發(fā)明采用以下技術(shù)方案實現(xiàn):一種具有正電壓輸出的新型無橋Cuk PFC變換器，其特征在于:包括第一電感、第二電感、第一電容、第二電容、第一開關(guān)管、第二開關(guān)管、第一二極管、第二二極管、第三二級管、第四二極管、第五二極管及濾波電路；所述第一電感一端接交流電源一端；所述第一電感另一端接第一電容的一端；所述第一電感另一端接第一二極管的陰極；所述第一二極管的陽極接第一開關(guān)管一端；所述第一電容的另一端接第二電容一端；所述第二電容另一端接第二電感一端；所述第二電感另一端接交流電源另一端；所述第二電感一端接第二二極管陰極；所述第二二極管的陽極接第二開關(guān)管一端；所述交流電源一端接所述第三二極管陽極；所述交流電源另一端接所述第四二極管陽極；所述第五二極管陰極接第二電容一端；所述第五二極管陰極接濾波電路一端；負(fù)載接所述濾波電路的輸出；所述第一開關(guān)管另一端、第二開關(guān)管另一端、第三二極管陰極、第四二極管陰極、第五二極管陽極及濾波電路另一端共地。
[0008]在本發(fā)明一實施例中，所述濾波電路為LC濾波電路。
[0009]在本發(fā)明一實施例中，其特征在于:第一工作模態(tài):第二開關(guān)管閉合，輸入電壓通過第三二極管、第二二極管和第二開關(guān)管給第二電感充電，第二電感電流線性上升，第二電感儲能；第二電容通過第二二極管和第二開關(guān)管向負(fù)載和濾波電路的電容供電；
第二工作模態(tài):第二開關(guān)管斷開，第二電感釋放能量與輸入電源一起通過第五二極管和第三二級管給第二電容充電；濾波電路的電感電流通過第五二極管續(xù)流；
第三工作模態(tài):當(dāng)流過第五二極管的電流小于0時，第五二極管截止，電路工作在電流斷續(xù)狀態(tài)，此時第二電感和濾波電感上的電壓為0，第二電容由第二電感電流鉗位，負(fù)載由濾波電容供電；
第四工作模態(tài):第一開關(guān)管閉合，輸入電壓通過第四二極管、第一二極管和第一開關(guān)管給第一電感充電，第一電感電流線性上升，第一電感儲能；第一電容通過第一二極管和第一開關(guān)管向負(fù)載和濾波電容供電；
第五工作模態(tài):第一開關(guān)管斷開，第一電感釋放能量與輸入電源一起通過第五二極管和第四二極管給第一電容充電；第一電感電流通過第五二極管續(xù)流；
第六工作模態(tài):當(dāng)流過第五二極管的電流小于0時，第五二極管截止，電路工作在電流斷續(xù)狀態(tài)，此時第一電感和濾波電感上的電壓為0，第一電容由第一電感電流鉗位，負(fù)載由濾波電容供電。
[0010]本發(fā)明與傳統(tǒng)Cuk PFC如圖1所示相比去除了整流橋，無需額外增加負(fù)向電壓轉(zhuǎn)變成正向電壓輸出電路。與現(xiàn)有技術(shù)1如圖2所示和現(xiàn)有技術(shù)2如圖3所示相比結(jié)構(gòu)更為簡潔，器件使用數(shù)量更少成本更低且能良好工作于電流斷續(xù)模式。此外，開關(guān)管S1、S2分別在正負(fù)半周時工作，利于開關(guān)管散熱可有效減小散熱器的體積。本發(fā)明設(shè)計工作在DCM模式，能夠良好運(yùn)用于市場大部分采用150W等小功率等級產(chǎn)品中。
【附圖說明】
[0011 ]圖1為傳統(tǒng)Cuk PFC電路圖。
[0012]圖2為現(xiàn)有技術(shù)1倍壓無橋Cuk PFC電路。
[0013]圖3為現(xiàn)有技術(shù)2雙向開關(guān)型無橋Cuk PFC電路。
[0014]圖4為本發(fā)明一實施例的電路圖。
[0015]圖5為圖4的第一工作模態(tài)不意圖。
[0016]圖6為圖4的第二工作模態(tài)示意圖。
[0017]圖7為圖4的第三工作模態(tài)示意圖。
[0018]圖8為圖4的第四工作模態(tài)示意圖。
[0019]圖9為圖4的第五工作模態(tài)示意圖。
[0020]圖10為圖4的第六工作模態(tài)示意圖。
[0021 ]圖11為圖4的電感電流波形圖。
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0023]—種具有正電壓輸出的新型無橋Cuk PFC變換器，其特征在于:包括第一電感L1、第二電感L2、第一電容C1、第二電容C2、第一開關(guān)管S1、第二開關(guān)管S2、第一二極管D1、第二二極管D2、第三二級管DP、第四二極管DN、第五二極管D及濾波電路；所述第一電感一端接交流電源Vac —端；所述第一電感另一端接第一電容的一端；所述第一電感另一端接第一二極管的陰極；所述第一二極管的陽極接第一開關(guān)管一端；所述第一