本發(fā)明涉及供電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種單相無橋隔離式功因調(diào)整電路。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的單相高功因切換式電源供應(yīng)器如圖1所示具有兩級電路架構(gòu)，前級為非隔離的PFC(Power Factor Correction，功率因子校正)整流器，后級為隔離式直流至直流轉(zhuǎn)換器，圖2及圖3為常用的電路架構(gòu)，圖2為PFC升壓式AC-DC(交流-直流)整流器結(jié)合全橋式相移DC-DC轉(zhuǎn)換器，圖3為升壓式AC-DC整流器結(jié)合LLC(Logical Link Control，邏輯鏈路控制)諧振式DC-DC(直流-直流)轉(zhuǎn)換器。PFC升壓式AC-DC整流器為常用的PFC整流器電路，因其可適應(yīng)全球通用電壓變化并可以將交流電壓轉(zhuǎn)換成400V_dc電壓，具有高效率及控制容易等優(yōu)點。但是現(xiàn)有的PFC電路具有以下限制：1、具有橋式整流器的PFC轉(zhuǎn)換器的導(dǎo)通損耗較高；2、雖然無橋式PFC電路可以改善二極管整流器導(dǎo)通損，但是其電路架構(gòu)均為無變壓器電路架構(gòu)；3、升壓式PFC轉(zhuǎn)換器由于直流輸出側(cè)為大電容，因此交流電壓輸入瞬間對此直流電容充電，容易造成相當高的輸入電流，造成整流器及輸出二極管故障，直流電壓也容易被充電太高而造成主功率組件損毀；4、PFC的控制在一次側(cè)，直流至直流轉(zhuǎn)換器的控制在二次側(cè)，因此控制電路需要一二次側(cè)分離使得控制電路較為復(fù)雜。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中控制電路需要一二次側(cè)分離使得控制電路較為復(fù)雜的技術(shù)問題，提供一種控制電路簡單的單相無橋隔離式功因調(diào)整電路。

本發(fā)明提供一種單相無橋隔離式功因調(diào)整電路，所述功因調(diào)整電路包括：

EMI濾波器，分別與連接輸入電壓的正極和負極，用于將功因調(diào)整電路的輸入電壓的干擾信號進行濾除，其中EMI濾波器包括依次串聯(lián)的第一電感，濾波電容和第二電感；

第一二極管和第二二極管反向串聯(lián)且與所述濾波電容并聯(lián)；

第一輸出模塊和第二輸出模塊；

第一轉(zhuǎn)換器包括初級線圈、第一次級線圈和第二次級線圈，其中所述初級線圈的第一端和第一二極管的陰極連接，第一次級線圈與第一輸出模塊連接并用于輸出功因調(diào)整電路的輸出電壓，第二次級線圈用于輸出第一轉(zhuǎn)換器的參考電壓；

第二轉(zhuǎn)換器包括初級線圈、第一次級線圈和第二次級線圈，其中所述初級線圈的第二端和第二二極管的陰極連接，第一次級線圈與第二輸出模塊連接并用于輸出功因調(diào)整電路的輸出電壓，第二次級線圈用于輸出第二轉(zhuǎn)換器的參考電壓；

第一開關(guān)模塊具有輸入端、輸出端和控制端，其中所述輸入端與第一轉(zhuǎn)換器中初級線圈的第二端連接，輸出端與第一二極管的陽極連接；

第二開關(guān)模塊，具有輸入端、輸出端和控制端，其中所述輸入端分別與第二轉(zhuǎn)換器中初級線圈的第一端連接，輸出端分別與第一二極管的陽極、第二二極管的陽極和第一開關(guān)模塊的輸出端連接；

控制模塊，分別與第一開關(guān)模塊的控制端、第二開關(guān)模塊的控制端、第一轉(zhuǎn)換器的第一次級線圈和第二次級線圈以及第二轉(zhuǎn)換器的第一次級線圈和第二次級線圈連接，用于根據(jù)檢測第一轉(zhuǎn)換器的參考電壓和第二轉(zhuǎn)換器的參考電壓，獲取所述功因調(diào)整電路的輸出電壓和輸入電壓，以及根據(jù)第一轉(zhuǎn)換器的參考電壓以及功因調(diào)整電路的輸出電壓和輸入電壓控制第一開關(guān)模塊的導(dǎo)通和斷開，并根據(jù)第二轉(zhuǎn)換器的參考電壓以及功因調(diào)整電路的輸出電壓和輸入電壓控制第二開關(guān)模塊的導(dǎo)通和斷開

本發(fā)明的技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果在于：通過控制模塊控制在一次側(cè)的第一開關(guān)模塊的導(dǎo)通和斷開以及在一次側(cè)的控制第二開關(guān)模塊的導(dǎo)通和斷開，因此控制模塊不需要在一次側(cè)和二次側(cè)進行分離控制，使得單相無橋隔離式功因調(diào)整電路的結(jié)構(gòu)簡單并節(jié)省成本。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有的單相高功因切換式電源供應(yīng)器；

圖2為PFC升壓式AC-DC整流器結(jié)合全橋式相移DC-DC轉(zhuǎn)換器；

圖3為升壓式AC-DC整流器結(jié)合LLC諧振式DC-DC轉(zhuǎn)換器；

圖4為本發(fā)明單相無橋隔離式功因調(diào)整電路一種實施例的電路圖；

圖5為圖4的電路在市電正半周期間控制模塊的工作波形；

圖6a為本發(fā)明單相無橋隔離式功因調(diào)整電路一種實施例的工作原理圖；

圖6b為本發(fā)明單相無橋隔離式功因調(diào)整電路另一種實施例的工作原理圖；

圖6c為本發(fā)明單相無橋隔離式功因調(diào)整電路又一種實施例的工作原理圖；

圖6d為本發(fā)明單相無橋隔離式功因調(diào)整電路再一種實施例的工作原理圖；

圖7為本發(fā)明單相無橋隔離式功因調(diào)整電路另一種實施例的電路圖；

圖8為圖7的電路在市電正半周期間控制模塊的工作波形；

圖9為對本發(fā)明單相無橋隔離式功因調(diào)整電路進行仿真正半周時的工作波形。

圖10為對本發(fā)明單相無橋隔離式功因調(diào)整電路進行仿真的工作波形。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進一步說明。

本發(fā)明提供一種實施例的單相無橋隔離式功因調(diào)整電路，如圖4所示，所述功因調(diào)整電路包括：

EMI(Electro Magnetic Interference電磁干擾)濾波器100，分別與連接輸入電壓Vs的正極和負極，用于將功因調(diào)整電路的輸入電壓Vs的干擾信號進行濾除，其中EMI濾波器100包括依次串聯(lián)的第一電感Ls1，濾波電容Cs和第二電感Ls2；

第一二極管D1和第二二極管D2反向串聯(lián)且與所述濾波電容并聯(lián)；

第一輸出模塊200和第二輸出模塊300,其中第一輸出模塊包括第一輸出二極管Do1和第一輸出；

第一轉(zhuǎn)換器400包括初級線圈、第一次級線圈和第二次級線圈，其中所述初級線圈的第一端401和第一二極管D1的陰極連接，第一次級線圈與第一輸出模塊200連接并用于輸出功因調(diào)整電路的輸出電壓Vo，第二次級線圈用于輸出第一轉(zhuǎn)換器400的參考電壓Vaux1；

第二轉(zhuǎn)換器500包括初級線圈、第一次級線圈和第二次級線圈，其中所述初級線圈的第二端502和第二二極管D2的陰極連接，第一次級線圈與第二輸出模塊300連接并用于輸出功因調(diào)整電路的輸出電壓Vo，第二次級線圈用于輸出第二轉(zhuǎn)換器500的參考電壓Vaux2；

第一開關(guān)模塊Q1具有輸入端、輸出端和控制端，其中所述輸入端與第一轉(zhuǎn)換器400中初級線圈的第二端402連接，輸出端與第一二極管D1的陽極連接；

第二開關(guān)模塊Q2具有輸入端、輸出端和控制端，其中所述輸入端分別與第二轉(zhuǎn)換器500中初級線圈的第一端501連接，輸出端分別與第一二極管D1的陽極、第二二極管D2的陽極和第一開關(guān)模塊Q1的輸出端連接；

控制模塊，分別與第一開關(guān)模塊Q1的控制端、第二開關(guān)模塊Q2的控制端、第一轉(zhuǎn)換器400的第一次級線圈和第二次級線圈以及第二轉(zhuǎn)換器500的第一次級線圈和第二次級線圈連接，用于根據(jù)檢測第一轉(zhuǎn)換器400的參考電壓Vaux1和第二轉(zhuǎn)換器500的參考電壓Vaux2，獲取所述功因調(diào)整電路的輸出電壓Vo和輸入電壓Vs，以及根據(jù)第一轉(zhuǎn)換器400的參考電壓Vaux1以及功因調(diào)整電路的輸出電壓Vo和輸入電壓Vs控制第一開關(guān)模塊Q1的導(dǎo)通和斷開，并根據(jù)第二轉(zhuǎn)換器500的參考電壓Vaux2以及功因調(diào)整電路的輸出電壓Vo和輸入電壓Vs控制第二開關(guān)模塊Q2的導(dǎo)通和斷開。

通過控制模塊控制在一次側(cè)的第一開關(guān)模塊Q1的導(dǎo)通和斷開以及在一次側(cè)的控制第二開關(guān)模塊Q2的導(dǎo)通和斷開，因此控制模塊不需要在一次側(cè)和二次側(cè)進行分離控制，使得單相無橋隔離式功因調(diào)整電路的結(jié)構(gòu)簡單并節(jié)省成本。

在具體實施中，第一輸出模塊200包括第一輸出二極管Do1和第一輸出電容Co1,第一輸出二極管Do1的一端與第一轉(zhuǎn)換器400中第一次級線圈的第一端連接，第一輸出二極管Do1的另一端與第一輸出電容Co1的一端連接，第一輸出電容Co1的另一端與第一轉(zhuǎn)換器400中第一次級線圈的第二端連接，第一輸出電容Co1兩端的電壓為第一轉(zhuǎn)換器400的輸出電壓Vo1；

第二輸出模塊300包括第二輸出二極管Do2和第二輸出電容Co2,第二輸出二極管Do2的一端與第二轉(zhuǎn)換器500中第一次級線圈的第一端連接，第二輸出二極管Do2的另一端與第二輸出電容Co2的一端連接，第二輸出電容Co2的另一端與第二轉(zhuǎn)換器500中第一次級線圈的第二端連接，第二輸出電容Co2兩端的電壓為第二轉(zhuǎn)換器500的輸出電壓Vo2。第一轉(zhuǎn)換器400的輸出電壓Vo1加上第二轉(zhuǎn)換器500的輸出電壓Vo2得到功因調(diào)整電路的輸入電壓Vo。

在具體實施中，如圖4所示，所述功因調(diào)整電路還包括用于降低第一開關(guān)模塊Q的電壓突變的第一緩沖模塊700和用于降低第二開關(guān)模塊的電壓突變的第二緩沖模塊800，所述第一緩沖模塊700的一端與第一二極管D1的陰極連接，所述第一緩沖模塊700的另一端分別與第一開關(guān)模塊Q1的輸入端和第一轉(zhuǎn)換器400中初級線圈的第二端連接，第二緩沖模塊800的一端與第二二極管D2的陰極連接，所述第二緩沖模塊800的另一端分別與第二開關(guān)模塊Q2的輸入端和第二轉(zhuǎn)換器500中初級線圈的第一端連接。

具體的，所述第一緩沖模塊700包括第一緩沖電容C11、第一電阻R11和第一緩沖二極管D11，所述第一緩沖電容C11的一端分別與第一電阻R11的一端和第一二極管D1的陰極連接，所述第一緩沖電容C11的另一端分別與第一電阻R11的另一端和第一緩沖二極管D11的陰極連接，第一緩沖二極管D11的陽極分別與所述第一開關(guān)模塊Q1的輸入端和第一轉(zhuǎn)換器400中初級線圈的第二端連接。所述第二緩沖模塊800包括第二緩沖電容C12、第二電阻R12和第二緩沖二極管D12，所述第二緩沖電容C12的一端分別與第二電阻R12的一端和第二二極管D2的陰極連接，所述第二緩沖電容C12的另一端分別與第二電阻R12的另一端和第二緩沖二極管D12的陰極連接，第二緩沖二極管D12的陽極分別與所述第二開關(guān)模塊Q2的輸入端和第二轉(zhuǎn)換器500中初級線圈的第一端連接。

在具體實施中，如圖7所示，所述控制模塊包括：

電壓控制電路601，用于根據(jù)功因調(diào)整電路的輸入電壓Vo和輸入電壓Vs以及基準電壓Voref輸出控制電壓信號；

第一零電流偵測模塊ZCD1，用于根據(jù)第一轉(zhuǎn)換器400的參考電壓Vaux1輸出第一導(dǎo)通信號；

第一導(dǎo)通控制模塊603，用于將第一導(dǎo)通信號輸出至第一開關(guān)模塊Q1并根據(jù)所述控制電壓信號Vcon和第一導(dǎo)通信號輸出第一控制信號VG1以控制第一開關(guān)模塊Q1的導(dǎo)通和斷開；

第二零電流偵測模塊ZCD2，用于根據(jù)第二轉(zhuǎn)換器500的參考電壓Vaux2輸出第二導(dǎo)通信號；

第二導(dǎo)通控制模塊605，用于將第二導(dǎo)通信號輸出至第二開關(guān)模塊Q2并根據(jù)所述控制電壓信號Vcon和第二導(dǎo)通信號輸出第二控制信號VG2以控制第二開關(guān)模塊Q2的導(dǎo)通和斷開。

具體的，第一轉(zhuǎn)換器400和第二轉(zhuǎn)換器500具體為返馳式轉(zhuǎn)換器，返馳式轉(zhuǎn)換器的一次側(cè)為反向串聯(lián)，返馳式轉(zhuǎn)換器的二次側(cè)為正向串聯(lián)，第一二極管D1及第二二極管D2為低頻切換，為正負半周期連接市電提供回路。另外，為了降低功率組件的電流導(dǎo)通損，同時免除二極管的回復(fù)電流損失，使得單相無橋隔離式功因調(diào)整電路操作于邊界導(dǎo)通模式BCM。而且兩個返馳式轉(zhuǎn)換器的控制架構(gòu)相同，在市電正半周期間，僅第一轉(zhuǎn)換器400動作，反之在市電負半周期間，僅第二轉(zhuǎn)換器500動作。第一轉(zhuǎn)換器400和第二轉(zhuǎn)換器500通過第一導(dǎo)通控制模塊603或第二導(dǎo)通控制模塊605來調(diào)整第一開關(guān)模塊Q1和第二開關(guān)模塊Q2的導(dǎo)通時間即通過控制導(dǎo)通時間法來調(diào)整第一開關(guān)模塊Q1和第二開關(guān)模塊Q2的的導(dǎo)通時間，而第一開關(guān)模塊Q1和第二開關(guān)模塊Q2的開始導(dǎo)通時間則由第一零電流偵測模塊ZCD1或第二零電流偵測模塊ZCD2決定，使得第一開關(guān)模塊Q1和第二開關(guān)模塊Q2在返馳式轉(zhuǎn)換器二次側(cè)的二極管電流下降至零時開始導(dǎo)通，讓電路操作于邊界導(dǎo)通模式BCM，減少二極管的回復(fù)損失。第一開關(guān)模塊Q1和第二開關(guān)模塊Q2的導(dǎo)通時間Ton則由第一轉(zhuǎn)換器400和第二轉(zhuǎn)換器500的共同輸出電壓Vo決定，檢測輸出電壓Vo得到輸出電壓回饋電壓Vofb由電壓控制電路601調(diào)整后得到一控制電壓信號Vcon，此控制電壓信號Vcon將分別與第一導(dǎo)通控制模塊ZCD1和第二導(dǎo)通控制模塊ZCD2內(nèi)部的鋸齒波信號比較以決定第一開關(guān)模塊Q1和第二開關(guān)模塊Q2的導(dǎo)通時間。

在具體實施中，圖5為在市電正半周期間控制模塊的工作波形。圖6a為本發(fā)明單相無橋隔離式功因調(diào)整電路一種實施例的工作原理圖。圖6b為本發(fā)明單相無橋隔離式功因調(diào)整電路另一種實施例的工作原理圖。圖6b為本發(fā)明單相無橋隔離式功因調(diào)整電路另一種實施例的工作原理圖。圖6c為本發(fā)明單相無橋隔離式功因調(diào)整電路又一種實施例的工作原理圖。圖6d為本發(fā)明單相無橋隔離式功因調(diào)整電路再一種實施例的工作原理圖。如圖6a所示，為第一開關(guān)模塊Q1導(dǎo)通變壓器儲能的模式，在市電的正半周期，此時當?shù)谝婚_關(guān)模塊Q1導(dǎo)通時，Vs-Ls1-Tr1-Q1-D2-Ls2形成一導(dǎo)通路徑，此時第一轉(zhuǎn)換器400的變壓器Tr1的自感儲能，開關(guān)電流IQ1線性上升(如圖5所示的Ton期間)。如圖6b所示，第一二極管D1導(dǎo)通變壓器釋能的模式，在市電的正半周期，當?shù)谝婚_關(guān)模塊Q1斷開時，Vs-Ls1-Cs-Ls2形成一導(dǎo)通路徑，而Tr1-Do1-Vo1形成一導(dǎo)通路徑，此時第一轉(zhuǎn)換器400的變壓器Tr1的自感儲能將釋放給負載，二極管電流IDo1線性下降(如圖5所示的Toff期間)。另外，藉由Ls1-Cs-Ls2形成的低通濾波器即EMI濾波器，可以使市電電流為低失真的正弦波，達到功因修正的目的。在市電負半周的工作模式與正半周相同，如圖6c所示，為第二開關(guān)模塊Q2導(dǎo)通變壓器儲能的模式，以及如圖6d所示，第二二極管D2導(dǎo)通變壓器釋能的模式。

在具體實施中，所述第一零電流偵測模塊ZCD1包括第一分壓電阻R1、第二分壓電阻R2和第一比較器602，所述第一分壓電阻R1的一端與所述第一轉(zhuǎn)換器400的第二次級線圈的參考端403連接并用于接收所述第一轉(zhuǎn)換器400的參考電壓，所述第一分壓電阻R1的另一端分別與第二分壓電阻R2的一端連接和第一比較器602的正極連接，第二分壓電阻R2的另一端和第一比較器602的負極分別接地，所述第一比較器602的輸出端與所述第一導(dǎo)通控制模塊603連接。

所述第一導(dǎo)通控制模塊603包括第一RS觸發(fā)器RS1、第三比較器A1、第一控制電容Ct1、第一電流源Ich1、第一開關(guān)單元Q11和第一反向器B1，所述第一RS觸發(fā)器RS1的第一輸入端與所述第一零電流偵測模塊ZCD1中第一比較器602的輸出端連接，所述第一RS觸發(fā)器RS1的第二輸入端與第三比較器A1的輸出端連接，所述第一RS觸發(fā)器RS的輸出端分別與第一開關(guān)模塊Q1的控制端和第一反向器B1的一端連接并用于輸出第一導(dǎo)通信號和第一關(guān)斷信號，第三比較器A1的正極分別與第一控制電容Ct1的一端、第一電流源Ich1的一端和第一開關(guān)單元Q11的輸入端連接，第一控制電容Ct1的另一端、第一電流源Ich1的另一端和第一開關(guān)單元Q11的輸出端分別接地，第一開關(guān)單元Q11的控制端與所述反向器B1的另一端連接，第三比較器A1的負極與所述電壓控制電路601連接并用于接收控制電壓信號Vcon。

所述第二零電流偵測模塊ZCD2包括第三分壓電阻R3、第四分壓電阻R4和第二比較器604，所述第三分壓電阻R3的一端與所述第二轉(zhuǎn)換器500的第二次級線圈的參考端404連接并用于接收所述第二轉(zhuǎn)換器的參考電壓Vaux2，所述第三分壓電阻R3的另一端分別與第四分壓電阻R4的一端連接和第二比較器604的正極連接，第四分壓電阻R4的另一端和第二比較器604的負極分別接地，所述第二比較器604的輸出端與所述第二導(dǎo)通控制模塊605連接。

所述第二導(dǎo)通控制模塊605包括第二RS觸發(fā)器RS2、第四比較器A2、第二控制電容Ct2、第二電流源Ich2、第二開關(guān)單元Q12和第二反向器B2，所述第二RS觸發(fā)器RS2的第一輸入端與所述第二零電流偵測模塊ZCD1中第二比較器604的輸出端連接，所述第二RS觸發(fā)器RS2的第二輸入端與第四比較器A2的輸出端連接，所述第二RS觸發(fā)器RS2的輸出端分別與第二開關(guān)模塊Q2的控制端和第二反向器B2的一端連接并用于輸出第二導(dǎo)通信號和第二關(guān)斷信號，第四比較器A2的正極分別與第二控制電容Ct2的一端、第二電流源Ich2的一端和第二開關(guān)單元Q12的輸入端連接，第二控制電容Ct2的另一端、第二電流源Ich2的另一端和第二開關(guān)單元Q12的輸出端分別接地，第二開關(guān)單元Q12的控制端與所述反向器B2的另一端連接，第四比較器A2的負極與所述電壓控制電路601連接并用于接收控制電壓信號。其中所述第一控制電容Ct1的電容值和第二控制電容Ct2的電容值相同。

所述電壓控制電路601包括減法器E1、誤差放大器GV、絕對值模塊E2和功因控制器E3，所述減法器E1的正極與基準電壓Voref連接，所述減法器E1的負極與所述功因調(diào)整電路的輸出電壓Vo連接，所述減法器E1的輸出端與所述誤差放大器GV的輸入端連接，所述絕對值模塊E2的輸入端與所述功因調(diào)整電路的輸入電壓Vs連接，所述功因控制器的輸入端分別與所述功因調(diào)整電路的輸出電壓Vo、絕對值模塊E2的輸出端和誤差放大器GV的輸出端連接并用于根據(jù)所述功因調(diào)整電路的輸出電壓Vo、所述功因調(diào)整電路的輸入電壓絕對值和所述誤差放大器GV的輸出電壓生成所述控制電壓信號Vcon并獲得單位功率因子。

圖7為本發(fā)明單相無橋隔離式功因調(diào)整電路另一種實施例的電路圖。圖8為圖7的電路在市電正半周期間控制模塊的工作波形。由于在輸入電壓正負半周，第一轉(zhuǎn)換器400和第二轉(zhuǎn)換500的工作原理相同，以下僅以正半周來說明。第一轉(zhuǎn)換器400和第二轉(zhuǎn)換器500的變壓器除主線圈與輸出線圈外，亦具有一組參考線圈即第一轉(zhuǎn)換器400和第二轉(zhuǎn)換器500的變壓器均包括初級線圈、第一次級線圈和第二次級線圈，第二次級線圈的輸出電壓Vaux1、Vaux2分別經(jīng)分壓用于提供至第一零電流偵測模塊ZCD1的第一比較器602和第二零電流偵測模塊ZCD2的第二比較器604做為在開關(guān)模塊斷開期間，偵測二極管電流下降至零的時間，當電流下降至零，第一比較器602和第二比較器604的輸出信號輸出至對應(yīng)的RS觸發(fā)器觸發(fā)開關(guān)模塊，比如，第一比較器602使得第一開關(guān)模塊Q1開始導(dǎo)通，此時第一導(dǎo)通控制模塊603內(nèi)部的電流源Ich對第一控制電容Ct1充電使鋸齒波Vt1線性上升，直到鋸齒波Vt1上升到超過控制電壓信號Vcon瞬間，此第三比較器A1的輸出信號將重置第一RS觸發(fā)器RS1翻轉(zhuǎn)使第一開關(guān)模塊Q1斷開。在第一開關(guān)模塊Q1斷開期間，第一RS觸發(fā)器RS1的輸出將令與第一控制電容Ct1并聯(lián)的第一開關(guān)單元Q11導(dǎo)通，使得第一開關(guān)模塊Q1斷開期間鋸齒波Vt1電壓為零，直到第一零電流偵測模塊ZCD1偵測到零電流，第一開關(guān)模塊Q1再次導(dǎo)通，第一控制電容Ct1再由零電壓開始充電。

具體的，控制電壓信號Vcon是由電壓控制電路601所產(chǎn)生，其利用回饋電壓Vofb與基準電壓Voref經(jīng)過減法器E1處理輸出至誤差放大器GV進行調(diào)整，再與回饋電壓Vofb及輸入電壓Vs的絕對值三者經(jīng)過功因控制器E3處理后得到控制電壓信號Vcon。功因控制器E3的目的是使輸入電流Is為純正弦波且與輸入電壓Vs同相，使輸入側(cè)的功率因子趨近于“1”。

具體的，以對第一開關(guān)模塊Q1的控制為例，由于第一開關(guān)模塊Q1電流的峰值為：

其中Lp為變壓器的自感量，又由于在ton時間即圖5中的Ton時間時,鋸齒波Vt1會上升至控制電壓信號Vcon，因此：

其中Ct為第一控制電容Ct1或第二控制電容Ct2的電容值，Ich為電流源Ich的電流值。接著將(2)代入(1)可得：

若欲獲得單位功率因子，Vs及Is可表示為：

V_s＝V_smsinωt，I_s＝I_smsinωt (4)

其中w指電源頻率,t指時間,wt即角度之意，Ism指電流振福，Vsm指電壓振福，這是一般表示電源電壓及電流之表示式。

由于第一開關(guān)模塊Q1的電流經(jīng)過輸入低通濾波器濾波后可得輸入電流Is，因此由第一開關(guān)模塊Q1完成一個周期的切換時間，可得第一開關(guān)模塊Q1的電流平均值：

其中D(t)為開關(guān)在市電電壓角度t時的占空比，第一完成年。另外對于操作于BCM模式的返馳式轉(zhuǎn)換器，其輸出電壓與輸入電壓的關(guān)系為：

其中N表示變壓器之匝數(shù)比，接著利用(6)可得：

將公式(7)代入公式(5)可得：

由公式(3)及公式(8)可得：

因此，圖7的功因控制器E3根據(jù)公式(9)來產(chǎn)生控制電壓Vcon以獲得單位功率因子。

在具體操作中，通過輸入220Vrms、輸出400Vdc、200W額定負載的電路來加以驗證單相無橋隔離式功因調(diào)整電路，電路的參數(shù)如下：

N＝1，Lp＝200μH，Ich＝1mA，Ct1＝Ct2＝5nF，

Ls1＝Ls2＝1mH，Cs＝1μF，Co1＝Co2＝200μF

模擬結(jié)果如圖9及圖10所示，圖9所示為在正半周時開關(guān)電流IQ1、二極管電流IDo1，零電流偵測信號ZCD1波形及Vt1與Vcon波形，波形顯示結(jié)果表明其確實可以達到零電流偵測動作使得轉(zhuǎn)換器操作于邊界導(dǎo)通模式。圖10所示為仿真電路各部份的波形，其顯示結(jié)果表明兩個轉(zhuǎn)換器確實在正負半周之間交互導(dǎo)通，輸入電壓及電流為同相，輸入電流為低失真，輸入功率因輸接近“1”，輸出電壓亦能被調(diào)整穩(wěn)定在400V，這些均驗證所提無橋隔離式轉(zhuǎn)換器電路及其控制電路的有效性。

上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理和最佳實施例，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。