專(zhuān)利名稱(chēng)：無(wú)附加電壓零電壓開(kāi)關(guān)無(wú)橋功率因數(shù)校正器及調(diào)制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無(wú)橋功率因數(shù)校正器，具體地，涉及一種無(wú)附加電壓應(yīng)力零電壓開(kāi)關(guān)無(wú)橋功率因數(shù)校正器電路拓?fù)浜驼{(diào)制方法。
背景技術(shù)：
目前通用的單相功率因數(shù)校正器，其電路如圖I所示，它包括由四個(gè)二極管D1 D4構(gòu)成的單相全橋橋臂，接在橋臂中點(diǎn)與交流電網(wǎng)之間的輸入濾波電感L。這種單相功率因數(shù)校正器能夠?qū)崿F(xiàn)用作通信電源等功能，但該電路的環(huán)路通道中二極管較多，導(dǎo)通損耗較大。為了減小二極管導(dǎo)通損耗，無(wú)橋功率因數(shù)校正器被提出，其電路如圖2所示，它包括由兩個(gè)有反并聯(lián)二極管的全控主開(kāi)關(guān)S1 S2構(gòu)成的一個(gè)橋臂，由兩個(gè)二極管D3 D4構(gòu)成另一個(gè)橋臂，接在橋臂中點(diǎn)與交流電網(wǎng)之間的輸入濾波電感L，其特征是兩個(gè)主開(kāi)關(guān)S1 S2分別并聯(lián)電容C1 C2,兩個(gè)二極管D3 D4分別并聯(lián)電容C3 C4,采用這種結(jié)構(gòu)，消除了線路電 流通道中一個(gè)二極管的壓降，提升了能效。但電路工作在硬開(kāi)關(guān)狀態(tài)，存在著二極管的反向恢復(fù)問(wèn)題，器件開(kāi)關(guān)損耗大，限制了工作頻率的提高，降低了電路效率并且存在較大的電磁干擾。經(jīng)檢索，公開(kāi)號(hào)為101599695A的中國(guó)專(zhuān)利，該發(fā)明“提供了一種無(wú)橋功率因數(shù)校正電路及其控制方法，電路包括第一電感器、第二電感器、第一二極管、第二二極管、負(fù)載與電容的并聯(lián)支路，、第一可控開(kāi)關(guān)器件、第二可控開(kāi)關(guān)器件、第三可控開(kāi)關(guān)器件、第四可控開(kāi)關(guān)器件以及控制單元，所述控制單元控制所述第三可控開(kāi)關(guān)器件和所述第四可控開(kāi)關(guān)器件的關(guān)斷與導(dǎo)通，以實(shí)現(xiàn)其與市電工頻正負(fù)半周的切換同步。本發(fā)明提供的技術(shù)方案可進(jìn)一步提高無(wú)橋功率因數(shù)校正電路的效率、改善了無(wú)橋無(wú)橋功率因數(shù)校正電路的電磁干擾共模噪聲。”與公開(kāi)號(hào)為101599695A的中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)相比，首先本發(fā)明提出的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和相應(yīng)的控制策略更加簡(jiǎn)單，使用的開(kāi)關(guān)器件更少，而且濾波電感體積和重量更?。黄浯?，101599695A中提出的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和控制策略主要目的在于通過(guò)增加一條并聯(lián)功率電流支路，使得并聯(lián)功率電流支路的阻抗值減小，從而減小此支路上的導(dǎo)通損耗，但該電路的所有開(kāi)關(guān)管都是硬開(kāi)關(guān)，在高頻工作條件下，功率因數(shù)校正器電路的開(kāi)關(guān)損耗更為嚴(yán)重，因此101599695A提出的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和控制策略在高頻工作時(shí)實(shí)際提升效率并不明顯，而本發(fā)明是通過(guò)增加一個(gè)輔助支路，實(shí)現(xiàn)所有開(kāi)關(guān)的零電壓開(kāi)通，有效抑制二極管反向恢復(fù)，從而減小開(kāi)關(guān)損耗，在高頻工作時(shí)能有效提高了功率因數(shù)校正器效率，同時(shí)還可以有效降低EMI。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種可以抑制二極管的反向恢復(fù)電流，減小開(kāi)關(guān)損耗，提高電路效率，減少電磁干擾并實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)管零電壓開(kāi)通的無(wú)附加電壓應(yīng)力零電壓開(kāi)關(guān)無(wú)橋功率因數(shù)校正器和調(diào)制方法。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種無(wú)附加電壓零電壓開(kāi)關(guān)無(wú)橋功率因數(shù)校正器，包括直流側(cè)負(fù)載R，與負(fù)載R并聯(lián)的直流側(cè)電容C，由兩個(gè)有反并聯(lián)二極管的全控主開(kāi)關(guān)SpS2構(gòu)成的一個(gè)橋臂，由兩個(gè)二極管d3、d4構(gòu)成另一個(gè)橋臂，接在橋臂中點(diǎn)與交流電網(wǎng)之間的輸入濾波電感L,其中兩個(gè)主開(kāi)關(guān)Sp S2分別并聯(lián)一電容即第一電容C1、第二電容C2,兩個(gè)二極管D3、D4分別并聯(lián)一電容即第三電容C3、第四電容C4,在直流側(cè)電容C和二極管串聯(lián)而成的橋臂側(cè)直流母線之間接入有反并聯(lián)二極管的輔助開(kāi)關(guān)S5，輔助開(kāi)關(guān)S5的兩端并聯(lián)電容C5,并在輔助開(kāi)關(guān)S5兩端跨接由諧振電感L與箝位電容C。相串聯(lián)的諧振支路。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種無(wú)附加電壓零電壓開(kāi)關(guān)無(wú)橋功率因數(shù)校正器的調(diào)制方法，其中主開(kāi)關(guān)采用正弦波脈寬調(diào)制方法，輔助開(kāi)關(guān)調(diào)制信號(hào)與主開(kāi)關(guān)調(diào)制信號(hào)同步。輔助開(kāi)關(guān)在主開(kāi)關(guān)從二極管換流到全控開(kāi)關(guān)之前關(guān)斷，為主開(kāi)關(guān)創(chuàng)造零電壓開(kāi)通條件。在輔助開(kāi)關(guān)關(guān)斷的短暫時(shí)間內(nèi)，主開(kāi)關(guān)橋臂上下兩開(kāi)關(guān)直通給諧振電感提供續(xù)流通路，使諧振電感存儲(chǔ)能量足以實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)校正器零電壓開(kāi)關(guān)。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果本發(fā)明的無(wú)附加電壓零電壓開(kāi)關(guān)無(wú)橋功率因數(shù)校正器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，功率因數(shù)校正器中全控開(kāi)關(guān)的反并聯(lián)二極管的反向恢復(fù)得到抑制，減少了電磁干擾。電路中所有功率開(kāi)關(guān)器件實(shí)現(xiàn)零電壓開(kāi)通，從而減小開(kāi)關(guān)損耗，提聞電路效率，有利于提聞工作頻率，進(jìn)而提聞功率密度。本發(fā)明功率因數(shù)校正器的電路能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)輸出直流電壓功率的控制和穩(wěn)定，可用作通信直流電源。


通過(guò)閱讀參照以下附圖對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯圖I是硬開(kāi)關(guān)單相功率因數(shù)校正器；圖2是硬開(kāi)關(guān)無(wú)橋單相功率因數(shù)校正器；圖3是本發(fā)明的第一種具體電路圖；圖4是本發(fā)明的第二種具體電路圖；圖5是本發(fā)明的第三種具體電路圖；圖6是本發(fā)明的第四種具體電路圖；圖7是本發(fā)明在正半周工況下的脈沖控制時(shí)序圖；圖8 圖16是本發(fā)明在正半周工況下一個(gè)開(kāi)關(guān)周期的工作等效電路；圖17是本發(fā)明在正半周工況下一個(gè)開(kāi)關(guān)周期的主要電壓和電流波形；圖18是本發(fā)明在負(fù)半周工況下的脈沖控制時(shí)序圖；圖19 圖27是本發(fā)明在負(fù)半周工況下一個(gè)開(kāi)關(guān)周期的工作等效電路；圖28是本發(fā)明在負(fù)半周工況下一個(gè)開(kāi)關(guān)周期的主要電壓和電流波形。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
參照?qǐng)D3，本發(fā)明的無(wú)附加電壓零電壓開(kāi)關(guān)無(wú)橋功率因數(shù)校正器，包括直流側(cè)負(fù)載R，直流側(cè)電容C，由兩個(gè)有反并聯(lián)二極管D1 D2的全控主開(kāi)關(guān)S1 S2構(gòu)成的一個(gè)橋臂，由兩個(gè)二極管D3 D4構(gòu)成另一個(gè)橋臂，接在橋臂中點(diǎn)與交流電網(wǎng)之間的輸入濾波電感L，其中兩個(gè)主開(kāi)關(guān)S1 S2分別并聯(lián)電容C1 C2，兩個(gè)二極管D3 D4分別并聯(lián)電容C3 C4,在直流側(cè)電容C和二極管串聯(lián)而成的橋臂側(cè)直流母線之間接入有反并聯(lián)二極管的輔助開(kāi)關(guān)S5,輔助開(kāi)關(guān)S5的兩端并聯(lián)電容C5,并在輔助開(kāi)關(guān)S5兩端跨接由諧振電感L與箝位電容C。相串聯(lián)的諧振支路。圖3所示具體實(shí)施例中，輔助開(kāi)關(guān)S5發(fā)射極與功率因數(shù)校正器直流側(cè)電容C正端相聯(lián)，集電極與二極管橋臂正母線相聯(lián)，箝位電容C。與二極管橋臂正母線相聯(lián)，諧振電感L與功率因數(shù)校正器直流側(cè)電容C正端相聯(lián)。圖4所示另一實(shí)施例中，輔助開(kāi)關(guān)S5發(fā)射極與功率因數(shù)校正器直流側(cè)電容C正端相聯(lián)，集電極與二極管橋臂正母線相聯(lián)，諧振電感L與二極管橋臂正母線相聯(lián)，箝位電容C。 與功率因數(shù)校正器直流側(cè)電容C正端相聯(lián)。圖5所示另一實(shí)施例中，輔助開(kāi)關(guān)S5集電極與功率因數(shù)校正器直流側(cè)電容C負(fù)端相聯(lián)，發(fā)射極與二極管橋臂負(fù)母線相聯(lián)，箝位電容C。與二極管橋臂負(fù)母線相聯(lián)，諧振電感L與功率因數(shù)校正器直流側(cè)電容C負(fù)端相聯(lián)。圖6所示另一實(shí)施例中，輔助開(kāi)關(guān)S5集電極與功率因數(shù)校正器直流側(cè)電容C負(fù)端相聯(lián)，發(fā)射極與二極管橋臂負(fù)母線相聯(lián)，諧振電感L與二極管橋臂負(fù)母線相聯(lián)，箝位電容C。與功率因數(shù)校正器直流側(cè)電容C負(fù)端相聯(lián)。無(wú)附加電壓零電壓開(kāi)關(guān)功率因數(shù)校正器采用正弦波脈寬調(diào)制(SPWM)。在整個(gè)調(diào)制波周期內(nèi)，SI與S2互補(bǔ)導(dǎo)通。設(shè)正弦調(diào)制電壓為uraf=msin (ω t),當(dāng)采用雙極性調(diào)制時(shí)，開(kāi)關(guān)SI占空比D=msin (ω t),開(kāi)關(guān) S2 占空比 D=Iisin (ω t)。無(wú)附加電壓應(yīng)力零電壓開(kāi)關(guān)無(wú)橋功率因數(shù)校正器工作狀態(tài)分成正負(fù)兩個(gè)半周期。這里先以圖3所示的無(wú)附加電壓零電壓開(kāi)關(guān)功率因數(shù)校正器在正半周的一個(gè)開(kāi)關(guān)周期為例進(jìn)行分析，功率因數(shù)校正器的開(kāi)關(guān)脈沖控制時(shí)序如圖7所示。在一個(gè)開(kāi)關(guān)工作周期內(nèi)，功率因數(shù)校正器共有9個(gè)工作狀態(tài)。圖8 圖16是在正半周工況下一個(gè)開(kāi)關(guān)周期的工作等效電路。工作時(shí)的主要電壓和電流波形如圖17所示。正半周具體階段分析如下階段I (Vt1)如圖8所示，主開(kāi)關(guān)S1和輔助開(kāi)關(guān)S5處于導(dǎo)通狀態(tài)。由主開(kāi)關(guān)S1的反并聯(lián)二極管D1，和由輔助開(kāi)關(guān)S5和諧振電感Lr及箝位電容Ce組成的輔助箝位支路，二極管D4組成環(huán)路，諧振電感Lr的電流逐漸增大。階段2 (t「t2):如圖9所示，A時(shí)刻，輔助開(kāi)關(guān)S5關(guān)斷，諧振電感L,給主開(kāi)關(guān)S2的并聯(lián)電容C2和二極管D3的并聯(lián)電容C3放電，給輔助開(kāi)關(guān)S5的并聯(lián)電容C5充電，S5零電壓關(guān)斷。到12時(shí)亥IJ，主開(kāi)關(guān)S2的并聯(lián)電容C2和二極管D3的并聯(lián)電容C3兩端電壓諧振到零，主開(kāi)關(guān)S2的反并聯(lián)二極管D2開(kāi)始導(dǎo)通，諧振電感L電壓被箝位為功率因數(shù)校正器直流側(cè)電壓Vd。。到t2時(shí)刻，諧振電感L和主開(kāi)關(guān)S2的并聯(lián)電容C2、二極管D3的并聯(lián)電容C3、輔助開(kāi)關(guān)S5的并聯(lián)電容C5諧振完成，主開(kāi)關(guān)S2可以實(shí)現(xiàn)零電壓開(kāi)通。階段3 (t2-t3):如圖10所示，t2時(shí)刻，主開(kāi)關(guān)S1驅(qū)動(dòng)信號(hào)關(guān)斷,S1的反并聯(lián)二極管D1仍然處于導(dǎo)通狀態(tài)。諧振電感L端電壓被箝位為功率因數(shù)校正器直流側(cè)電壓Vd。，諧振電感L電流線性減小。階段4 (t3-t4):如圖11所示，t3時(shí)刻，驅(qū)動(dòng)主開(kāi)關(guān)S2實(shí)現(xiàn)零電壓開(kāi)通。主開(kāi)關(guān)S2與主開(kāi)關(guān)S1的反并聯(lián)二極管D1換流，主開(kāi)關(guān)S1的反并二極管D1經(jīng)歷反向恢復(fù)過(guò)程，由于諧振電感L的存在，主開(kāi)關(guān)S1的反并二極管D1反向恢復(fù)電流被抑制。諧振電感L端電壓被箝位為功率因數(shù)校正器直流側(cè)電壓Vd。，諧振電感L電流線性減小。
階段5(t4_t5):如圖12所示，在t4時(shí)刻，重新驅(qū)動(dòng)主開(kāi)關(guān)S1開(kāi)通，從而強(qiáng)制主開(kāi)關(guān)Sp S2整個(gè)橋臂直通，給諧振電感L提供續(xù)流通路，使諧振電感電流繼續(xù)減小，即反向增大，使諧振電感存儲(chǔ)更多的能量，足以實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)校正器零電壓開(kāi)關(guān)。階段6 (t5-t6)如圖13所示，到t5時(shí)刻，主開(kāi)關(guān)S1再次關(guān)斷。從t5時(shí)刻，諧振電感L,開(kāi)始和主開(kāi)關(guān)S1的并聯(lián)電容C1、二極管D3的并聯(lián)電容C3、輔助開(kāi)關(guān)S5的并聯(lián)電容C5諧振，主開(kāi)關(guān)S1兩端電容C1和二極管D3的并聯(lián)電容C3電壓開(kāi)始增加，輔助開(kāi)關(guān)S5兩端并聯(lián)電容C5電壓減小，到t6時(shí)刻，輔助開(kāi)關(guān)S5兩端并聯(lián)電容C5電壓減小到零，輔助開(kāi)關(guān)S5反并二極管D5導(dǎo)通，輔助開(kāi)關(guān)S5可以實(shí)現(xiàn)零電壓開(kāi)通。階段7 (t6-t7):如圖14所示，到t6時(shí)刻，諧振電感L,和主開(kāi)關(guān)S1的并聯(lián)電容C1、二極管D3的并聯(lián)電容C3、輔助開(kāi)關(guān)S5的并聯(lián)電容C5諧振停止，主開(kāi)關(guān)側(cè)直流母線電壓為Vd。。交流電網(wǎng)與主開(kāi)關(guān)S2、二極管D4形成電流環(huán)路。階段8 (t7-t8):如圖15所示，到t7時(shí)刻，主開(kāi)關(guān)S2關(guān)斷，濾波電感L中的電流給主開(kāi)關(guān)S2的并聯(lián)電容C2充電，給主開(kāi)關(guān)S1的并聯(lián)電容C1放電，由于S2的并聯(lián)電容的存在，S2實(shí)現(xiàn)零電壓關(guān)斷。到t8時(shí)刻，主開(kāi)關(guān)S1的反并聯(lián)二極管D1箝位，主開(kāi)關(guān)S1可以在零電壓條件下開(kāi)通。階段9 (t8-t9):如圖16所示，到t8時(shí)刻，主開(kāi)關(guān)S1驅(qū)動(dòng)信號(hào)開(kāi)通，主開(kāi)關(guān)S1的體內(nèi)二極管D1導(dǎo)通，t9時(shí)刻與h時(shí)刻電路狀態(tài)相同，重復(fù)下一個(gè)周期。當(dāng)圖3所示的無(wú)附加電壓應(yīng)力零電壓開(kāi)關(guān)無(wú)橋功率因數(shù)校正器在負(fù)半周時(shí)只是輔助開(kāi)關(guān)在開(kāi)關(guān)管S2的反并聯(lián)二極管D2向主開(kāi)關(guān)S1換流前關(guān)斷即可，其具體的電路圖如圖18 28所示。這樣，圖3所示的無(wú)附加電壓應(yīng)力零電壓開(kāi)關(guān)無(wú)橋功率因數(shù)校正器整個(gè)工頻周期的工況得到全部分析。負(fù)半周具體階段分析如下階段I (Vt1):如圖19所示，主開(kāi)關(guān)S2和輔助開(kāi)關(guān)S5處于導(dǎo)通狀態(tài)。由主開(kāi)關(guān)S2的反并聯(lián)二極管D2，和由輔助開(kāi)關(guān)S5和諧振電感Lr及箝位電容Ce組成的輔助箝位支路，二極管D3組成環(huán)路，諧振電感Lr的電流逐漸增大。階段2 (t「t2):如圖20所示，&時(shí)刻，輔助開(kāi)關(guān)S5關(guān)斷，諧振電感k給主開(kāi)關(guān)S1的并聯(lián)電容C1和二極管D4的并聯(lián)電容C4放電，給輔助開(kāi)關(guān)S5的并聯(lián)電容C5充電，S5零電壓關(guān)斷。到12時(shí)亥IJ，主開(kāi)關(guān)S1的并聯(lián)電容C1和二極管D4的并聯(lián)電容C4兩端電壓諧振到零，主開(kāi)關(guān)S1的反并聯(lián)二極管D1開(kāi)始導(dǎo)通，諧振電感L電壓被箝位為功率因數(shù)校正器直流側(cè)電壓Vd。。到t2時(shí)刻，諧振電感L和主開(kāi)關(guān)S1的并聯(lián)電容C1、二極管D4的并聯(lián)電容C4、輔助開(kāi)關(guān)S5的并聯(lián)電容C5諧振完成，主開(kāi)關(guān)S1可以實(shí)現(xiàn)零電壓開(kāi)通。階段3 (t2-t3):如圖21所示，t2時(shí)刻，主開(kāi)關(guān)S2驅(qū)動(dòng)信號(hào)關(guān)斷，S2的反并聯(lián)二極管D2仍然處于導(dǎo)通狀態(tài)。諧振電感L端電壓被箝位為功率因數(shù)校正器直流側(cè)電壓Vd。，諧振電感L電流線 性減小。階段4 (t3-t4):如圖22所示，t3時(shí)刻，驅(qū)動(dòng)主開(kāi)關(guān)S1實(shí)現(xiàn)零電壓開(kāi)通。主開(kāi)關(guān)S1與主開(kāi)關(guān)S2的反并聯(lián)二極管D2換流，主開(kāi)關(guān)S2的反并二極管D2經(jīng)歷反向恢復(fù)過(guò)程，由于諧振電感L的存在，主開(kāi)關(guān)S2的反并二極管D2反向恢復(fù)電流被抑制。諧振電感L端電壓被箝位為功率因數(shù)校正器直流側(cè)電壓Vd。，諧振電感L電流線性減小。階段5(t4_t5):如圖23所示，在t4時(shí)刻，重新驅(qū)動(dòng)主開(kāi)關(guān)S2開(kāi)通，從而強(qiáng)制主開(kāi)關(guān)Sp S2整個(gè)橋臂直通，給諧振電感L提供續(xù)流通路，使諧振電感電流繼續(xù)減小，即反向增大，使諧振電感存儲(chǔ)更多的能量，足以實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)校正器零電壓開(kāi)關(guān)。階段6 (t5-t6)如圖24所示，到t5時(shí)刻，主開(kāi)關(guān)S2再次關(guān)斷。從t5時(shí)刻，諧振電感L,開(kāi)始和主開(kāi)關(guān)S2的并聯(lián)電容C2、二極管D4的并聯(lián)電容C4、輔助開(kāi)關(guān)S5的并聯(lián)電容C5諧振，主開(kāi)關(guān)S1兩端電容C1和二極管D3的并聯(lián)電容C3電壓開(kāi)始增加，輔助開(kāi)關(guān)S5兩端并聯(lián)電容C5電壓減小，到t6時(shí)刻，輔助開(kāi)關(guān)S5兩端并聯(lián)電容C5電壓減小到零，輔助開(kāi)關(guān)S5反并二極管D5導(dǎo)通，輔助開(kāi)關(guān)S5可以實(shí)現(xiàn)零電壓開(kāi)通。階段7 (t6_t7):如圖25所示，到t6時(shí)刻，諧振電感L和主開(kāi)關(guān)S2的并聯(lián)電容C2、二極管D4的并聯(lián)電容C4、輔助開(kāi)關(guān)S5的并聯(lián)電容C5諧振停止，主開(kāi)關(guān)側(cè)直流母線電壓為vd。。交流電網(wǎng)與主開(kāi)關(guān)S1、二極管D3形成電流環(huán)路。階段8 (t7-t8):如圖26所示，到t7時(shí)刻，主開(kāi)關(guān)S1關(guān)斷，濾波電感L中的電流給主開(kāi)關(guān)S1的并聯(lián)電容C1充電，給主開(kāi)關(guān)S2的并聯(lián)電容C2放電，由于S1的并聯(lián)電容的存在，S1實(shí)現(xiàn)零電壓關(guān)斷。到t8時(shí)刻，主開(kāi)關(guān)S2的反并聯(lián)二極管D2箝位，主開(kāi)關(guān)S2可以在零電壓條件下開(kāi)通。階段9 (t8_t9):如圖27所示，到t8時(shí)刻，主開(kāi)關(guān)S2驅(qū)動(dòng)信號(hào)開(kāi)通，主開(kāi)關(guān)S2的體內(nèi)二極管D2導(dǎo)通，t9時(shí)刻與h時(shí)刻電路狀態(tài)相同，重復(fù)下一個(gè)周期。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，直流側(cè)輸出可以作為直流電源使用。開(kāi)關(guān)損耗小，電路效率高，有利于提高工作頻率，進(jìn)而提高功率密度。以上對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述 特定實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種無(wú)附加電壓應(yīng)力零電壓開(kāi)關(guān)無(wú)橋功率因數(shù)校正器電路，其特征在于包括功率因數(shù)校正器直流側(cè)負(fù)載(R)，直流側(cè)電容(C)，由兩個(gè)有反并聯(lián)二極管(DpD2)的全控主開(kāi)關(guān)(S1^ S2)構(gòu)成的一個(gè)橋臂，由兩個(gè)二極管(D3、D4)構(gòu)成另一個(gè)橋臂，接在橋臂中點(diǎn)與交流電網(wǎng)之間的輸入濾波電感(L)，其中兩個(gè)主開(kāi)關(guān)(Sp S2)分別并聯(lián)第一電容沁)、第二電容(C2),兩個(gè)二極管(D3、D4)分別并聯(lián)第三電容(C3)、第四電容(C4),在直流側(cè)電容(C)和二極管串聯(lián)而成的橋臂側(cè)直流母線之間接入有反并聯(lián)二極管(D5)的輔助開(kāi)關(guān)(S5),輔助開(kāi)關(guān)(S5)的兩端并聯(lián)電容(C5),并在輔助開(kāi)關(guān)(S5)兩端跨接由諧振電感(LJ與箝位電容(C。)相串聯(lián)的諧振支路。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種無(wú)附加電壓應(yīng)力零電壓開(kāi)關(guān)無(wú)橋功率因數(shù)校正器電路，其特征在于所述輔助開(kāi)關(guān)(S5)發(fā)射極與直流側(cè)電容(C)正端相聯(lián)，集電極與二極管橋臂正母線相聯(lián)，箝位電容(C。)與二極管橋臂正母線相聯(lián)，諧振電感(LJ與功率因數(shù)校正器直流側(cè)電容(C)正端相聯(lián)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種無(wú)附加電壓應(yīng)力零電壓開(kāi)關(guān)無(wú)橋功率因數(shù)校正器電路，其特征在于所述輔助開(kāi)關(guān)(S5)發(fā)射極與直流側(cè)電容(C)正端相聯(lián)，集電極與二極管橋臂正母線相聯(lián)，諧振電感(LJ與二極管橋臂正母線相聯(lián)，箝位電容(C。)與功率因數(shù)校正器直流側(cè)電容(C)正端相聯(lián)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種無(wú)附加電壓應(yīng)力零電壓開(kāi)關(guān)無(wú)橋功率因數(shù)校正器電路，其特征在于所述輔助開(kāi)關(guān)(S5)集電極與直流側(cè)電容(C)負(fù)端相聯(lián)，發(fā)射極與二極管橋臂負(fù)母線相聯(lián)，箝位電容(C。)與二極管橋臂負(fù)母線相聯(lián)，諧振電感(LJ與功率因數(shù)校正器直流側(cè)電容(C)負(fù)端相聯(lián)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種無(wú)附加電壓應(yīng)力零電壓開(kāi)關(guān)無(wú)橋功率因數(shù)校正器電路，其特征在于所述輔助開(kāi)關(guān)(S5)集電極與直流側(cè)電容(C)負(fù)端相聯(lián)，發(fā)射極與二極管橋臂負(fù)母線相聯(lián)，諧振電感(LJ與二極管橋臂負(fù)母線相聯(lián)，箝位電容(C。)與功率因數(shù)校正器直流側(cè)電容(C)負(fù)端相聯(lián)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的無(wú)附加電壓應(yīng)力零電壓開(kāi)關(guān)無(wú)橋功率因數(shù)校正器的電路調(diào)制方法，其特征在于所述主開(kāi)關(guān)采用正弦波脈寬調(diào)制方法，輔助開(kāi)關(guān)調(diào)制信號(hào)與主開(kāi)關(guān)調(diào)制信號(hào)同步；輔助開(kāi)關(guān)在主開(kāi)關(guān)從二極管換流到全控開(kāi)關(guān)之前關(guān)斷，為主開(kāi)關(guān)創(chuàng)造零電壓開(kāi)通條件；在輔助開(kāi)關(guān)關(guān)斷的短暫時(shí)間內(nèi)，主開(kāi)關(guān)橋臂上下兩開(kāi)關(guān)直通給諧振電感提供續(xù)流通路，使諧振電感存儲(chǔ)能量足以實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)校正器零電壓開(kāi)關(guān)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種無(wú)附加電壓零電壓開(kāi)關(guān)無(wú)橋功率因數(shù)校正器及調(diào)制方法，包括功率因數(shù)校正器直流側(cè)負(fù)載，直流側(cè)電容，交流濾波電感，由兩個(gè)有反并聯(lián)二極管的全控主開(kāi)關(guān)構(gòu)成的一個(gè)橋臂，和一個(gè)由兩個(gè)二極管串聯(lián)構(gòu)成的另一個(gè)橋臂，在直流側(cè)電容和二極管串聯(lián)而成的橋臂側(cè)直流母線之間接入有反并聯(lián)二極管的輔助開(kāi)關(guān)，主開(kāi)關(guān)和輔助開(kāi)關(guān)兩端并聯(lián)電容，橋臂上的二極管兩端并聯(lián)電容，輔助開(kāi)關(guān)兩端跨接由諧振電感與箝位電容串聯(lián)的諧振支路。本發(fā)明主開(kāi)關(guān)采用正弦波脈寬調(diào)制方法，輔助開(kāi)關(guān)調(diào)制信號(hào)與主開(kāi)關(guān)同步。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，直流側(cè)輸出可以作為直流電源使用。開(kāi)關(guān)損耗小，電路效率高，有利于提高工作頻率，進(jìn)而提高功率密度。
文檔編號(hào)H02M1/42GK102969885SQ20121042957
公開(kāi)日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月31日
發(fā)明者李睿, 王藝翰, 梁星, 蔡旭 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)