一種帶有功率因數(shù)校正的全橋移相電源的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及大功率開關(guān)電源技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種帶有功率因數(shù)校正的全橋移相電源。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)今社會電子產(chǎn)品，電氣設(shè)備更新?lián)Q代的步伐越來越快，電源作為其中重要的一環(huán)也越來越受到開發(fā)人員的重視。隨著開關(guān)電源的技術(shù)發(fā)展，綠色環(huán)保，節(jié)能減排，以及高效率的電源一直是所倡導(dǎo)的主流發(fā)展方向，因此設(shè)計(jì)出一款效率高，功率因數(shù)高，精度高的大功率電源是電源領(lǐng)域的迫切需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種帶有功率因數(shù)校正的全橋移相電源，具有功率因數(shù)高，效率高，精度高，綠色環(huán)保的特點(diǎn)。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:提供一種帶有功率因數(shù)校正的全橋移相電源，包括帶有同步整流的全橋移相變換器、功率因數(shù)校正電路、金屬-氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管驅(qū)動器、電流電壓檢測電路以及脈沖控制分配器，所述帶有同步整流的移相全橋變換器用于將直流母線電壓轉(zhuǎn)換成固定頻率的方波之后進(jìn)行整流濾波；所述功率因數(shù)校正電路用于將輸入電流整形成與輸入電壓同波形的信號；所述電流電壓檢測電路用于檢測所述帶有同步整流的全橋移相變換器中的電壓電流信號，并將該電壓電流信號輸出至所述脈沖控制分配器；所述脈沖控制分配器根據(jù)電流電壓檢測電路檢測出的電壓電流信號產(chǎn)生出移相信號輸出給所述金屬-氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管驅(qū)動器；所述金屬-氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管驅(qū)動器是將所述脈沖控制分配器產(chǎn)生的信號轉(zhuǎn)換成帶有同步整流的移相全橋變換器中金屬-氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管的驅(qū)動信號。
[0005]所述帶有同步整流的移向全橋變換器包括由金屬-氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管構(gòu)成的全橋電路、高頻變壓器和LC濾波電路；所述高頻變壓器的原邊與由金屬-氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管構(gòu)成的全橋電路相連，副邊連有兩個(gè)串聯(lián)的金屬-氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管；所述高頻變壓器的副邊還連有LC濾波電路。
[0006]所述由金屬-氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管構(gòu)成的全橋電路中設(shè)有諧振電感。
[0007]所述脈沖分配控制器采用德州儀器的UCC28950。
[0008]所述金屬-氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管驅(qū)動器包括相互連接的驅(qū)動芯片與驅(qū)動變壓器。
[0009]所述驅(qū)動芯片為德州儀器的UCC27324 ;所述驅(qū)動變壓器為PULSE公司的PA2007以及 PA2002。
[0010]所述功率因數(shù)校正電路采用升壓電路進(jìn)行校正，升壓電路的控制器采用德州儀器的 UCC28180。
[0011]所述電流電壓檢測電路采用電流互感器的方式進(jìn)行電流信號的采集，采用電阻分壓的方式進(jìn)行輸出電壓信號的采集。
[0012]有益效果
[0013]由于采用了上述的技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點(diǎn)和積極效果:本發(fā)明可以提供一種具有電源功率因數(shù)高，效率高，精度高，綠色環(huán)保的開關(guān)電源，比傳統(tǒng)不帶有源功率因數(shù)校正的全橋移相電路的功率因數(shù)提升40% -50%。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖；
[0015]圖2是本發(fā)明中移相全橋變換器的電路圖；
[0016]圖3是本發(fā)明中檢測電路和脈沖分配控制器的連接關(guān)系圖；
[0017]圖4是本發(fā)明中驅(qū)動電路的示意圖。
[0018]圖5是本發(fā)明中功率因數(shù)校正電路的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
[0020]本發(fā)明的實(shí)施方式涉及一種帶有功率因數(shù)校正的全橋移相電源，如圖1所示，包括帶有同步整流的全橋移相變換器、功率因數(shù)校正電路、金屬-氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管驅(qū)動器、電流電壓檢測電路以及脈沖控制分配器，所述帶有同步整流的移相全橋變換器用于將直流母線電壓轉(zhuǎn)換成固定頻率的方波之后進(jìn)行整流濾波；所述功率因數(shù)校正電路用于將輸入電流整形成與輸入電壓同波形的信號；所述電流電壓檢測電路用于檢測所述帶有同步整流的全橋移相變換器中的電壓電流信號，并將該電壓電流信號輸出至所述脈沖控制分配器；所述脈沖控制分配器根據(jù)電流電壓檢測電路檢測出的電壓電流信號產(chǎn)生出移相信號輸出給所述金屬-氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管驅(qū)動器；所述金屬-氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管驅(qū)動器是將所述脈沖控制分配器產(chǎn)生的信號轉(zhuǎn)換成帶有同步整流的移相全橋變換器中金屬-氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管的驅(qū)動信號。
[0021]如圖2所示，所述帶有同步整流的移相全橋變換器包括由金屬-氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管構(gòu)成的全橋電路、高頻變壓器和濾波電路；所述高頻變壓器的原邊與由金屬-氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管構(gòu)成的全橋電路相連，副邊連有兩個(gè)串聯(lián)的金屬-氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管；所述高頻變壓器的副邊還連有LC濾波電路。其中，所述由金屬-氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管構(gòu)成的全橋電路中設(shè)有諧振電感。由于該移相全橋變換器是帶有同步整流的，并且以開關(guān)MOSFET的方式代替了傳統(tǒng)的二極管整流，使得電源系統(tǒng)大大減少在二極管導(dǎo)通的損耗。
[0022]如圖3所示，所述電流電壓檢測電路采用電流互感器的方式進(jìn)行電流信號的采集，互感器的一次側(cè)串聯(lián)在直流母線上，互感器的另一側(cè)用電阻將電流轉(zhuǎn)換為電壓信號輸入到脈沖分配控制器中；所述檢測電路采用電阻分壓的方式進(jìn)行輸出電壓信號的采集。電流互感器采用PULSE公司的PE63587。
[0023]所述脈沖分配控制器采集電源系統(tǒng)的電壓電流信號，然后將電流采集信號與給定電流信號相比較得出一個(gè)控制信號，這個(gè)控制信號作為電壓環(huán)路的給定信號，再與電壓采集信號相比較，得出電源控制信號，輸出給控制電路。所述脈沖分配控制器可以采用德州儀器的UCC28950，通過Cortex-M3內(nèi)核的STM32的模數(shù)轉(zhuǎn)換端口采集電壓電流信號，然后經(jīng)過STM32內(nèi)部運(yùn)算之后再經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換端口將控制信號傳遞給脈沖分配控制器，從而實(shí)現(xiàn)電源控制信號的產(chǎn)生。
[0024]所述金屬-氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管驅(qū)動器包括相互連接的驅(qū)動芯片與驅(qū)動變壓器，該驅(qū)動電路采用的是專用驅(qū)動芯片與驅(qū)動變壓器相結(jié)合的方式，驅(qū)動芯片將控制電路的信號放大數(shù)倍，然后與驅(qū)動變壓器相連接，直接驅(qū)動M0SFET。如圖4驅(qū)動芯片采用德州儀器的UCC27324，驅(qū)動變壓器分別采用PULSE公司的PA2002以及PA2007。
[0025]如圖5所示，所述功率因數(shù)校正電路采用升壓電路進(jìn)行校正，升壓電路的控制器采用德州儀器的UCC28180，采用電壓電流雙閉環(huán)的方式進(jìn)行電流對電壓的波形跟蹤。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種帶有功率因數(shù)校正的全橋移相電源，包括帶有同步整流的全橋移相變換器、功率因數(shù)校正電路、金屬-氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管驅(qū)動器、電流電壓檢測電路以及脈沖控制分配器，其特征在于，所述帶有同步整流的移相全橋變換器用于將直流母線電壓轉(zhuǎn)換成固定頻率的方波之后進(jìn)行整流濾波；所述功率因數(shù)校正電路用于將輸入電流整形成與輸入電壓同波形的信號；所述電流電壓檢測電路用于檢測所述帶有同步整流的全橋移相變換器中的電壓電流信號，并將該電壓電流信號輸出至所述脈沖控制分配器；所述脈沖控制分配器根據(jù)電流電壓檢測電路檢測出的電壓電流信號產(chǎn)生出移相信號輸出給所述金屬-氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管驅(qū)動器；所述金屬-氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管驅(qū)動器是將所述脈沖控制分配器產(chǎn)生的信號轉(zhuǎn)換成帶有同步整流的移相全橋變換器中金屬-氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管的驅(qū)動信號。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有功率因數(shù)校正的全橋移相電源，其特征在于，所述帶有同步整流的移向全橋變換器包括由金屬-氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管構(gòu)成的全橋電路、高頻變壓器和LC濾波電路；所述高頻變壓器的原邊與由金屬-氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管構(gòu)成的全橋電路相連，副邊連有兩個(gè)串聯(lián)的金屬-氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管；所述高頻變壓器的副邊還連有LC濾波電路。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的帶有功率因數(shù)校正的全橋移相電源，其特征在于，所述由金屬-氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管構(gòu)成的全橋電路中設(shè)有諧振電感。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有功率因數(shù)校正的全橋移相電源，其特征在于，所述脈沖分配控制器采用德州儀器的UCC28950。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有功率因數(shù)校正的全橋移相電源，其特征在于，所述金屬-氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管驅(qū)動器包括相互連接的驅(qū)動芯片與驅(qū)動變壓器。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的帶有功率因數(shù)校正的全橋移相電源，其特征在于，所述驅(qū)動芯片為德州儀器的UCC27324 ;所述驅(qū)動變壓器為PULSE公司的PA2007以及PA2002。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有功率因數(shù)校正的全橋移相電源，其特征在于，所述功率因數(shù)校正電路采用升壓電路進(jìn)行校正，升壓電路的控制器采用德州儀器的UCC28180。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有功率因數(shù)校正的全橋移相電源，其特征在于，所述電流電壓檢測電路采用電流互感器的方式進(jìn)行電流信號的采集，采用電阻分壓的方式進(jìn)行輸出電壓信號的采集。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種帶有功率因數(shù)校正的全橋移相電源，其中，帶有同步整流的移相全橋變換器用于將直流母線電壓轉(zhuǎn)換成固定頻率的方波之后進(jìn)行整流濾波；所述功率因數(shù)校正電路用于將輸入電流整形成與輸入電壓同波形的信號；所述電流電壓檢測電路用于檢測所述帶有同步整流的全橋移相變換器中的電壓電流信號；所述脈沖控制分配器根據(jù)電流電壓檢測電路檢測出的電壓電流信號產(chǎn)生出移相信號輸出給所述金屬-氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管驅(qū)動器；所述金屬-氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管驅(qū)動器是將所述脈沖控制分配器產(chǎn)生的信號轉(zhuǎn)換成帶有同步整流的移相全橋變換器中金屬-氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管的驅(qū)動信號。本發(fā)明具有功率因數(shù)高，效率高，精度高，綠色環(huán)保的特點(diǎn)。
【IPC分類】H02M3/335, H02M1/42
【公開號】CN105048818
【申請?zhí)枴緾N201510412375
【發(fā)明人】趙鵬, 孫培德
【申請人】東華大學(xué)
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年7月14日