本發明專利技術公開了一種功率因數校正電路的無源元件集成裝置。無源元件集成裝置由第一、二、三和四繞組繞制在一對磁芯上構成，這四個繞組是柔性多層帶材或集成電感與分立電容組成的四端網絡；第一繞組與第二繞組繞在磁芯邊柱上，繞向相同，第一繞組一端與電源相連，另一端與第二繞組相連，第二繞組的另一端與整流橋輸入相連；第一、二繞組形成的集總等效電路為共模電感與差模電容構成的四端網絡；第三繞組與第四繞組繞在磁芯中柱上，繞向相反；第三、四繞組形成的集總等效電路為新合成電感與共模電容構成的四端網絡。本發明專利技術既縮減了電路中無源元件的數量，又減小了無源元件的體積，還削弱了分布參數對電路性能的影響。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種開關電源裝置，尤其涉及一種功率因數校正電路的無源元件集成 裝直。
技術介紹
為了減少電子設備對交流電網的諧波污染，保證電網的供電質量，很多國家提出了限制輸入電流諧波的標準對用電設備的輸入電流諧波含量加以限制，其中最有影響力的是IEC61000-3-2，我國也頒布了相應的國家標準。因此，高功率因數和較低的總諧波失真系數成為接入電網電子設備的一個基本要求。解決這種問題的一種主要方法是使用功率因數校正電路。功率因數校正電路通常由電源、電磁干擾濾波器、整流橋、Boost電感、開關及整流輸出構成 ，它是用來改善電子或電力設備和產品的功率因數值的裝置。功率因數值越高代表電力的使用效率越高，功率因數校正電路不但可以提高配電設備及其配線的利用率，而且可以降低設備的裝置容量。國家規定電子和電氣產品的功率因數值必須達到某一標準以上，才能在市場上銷售，特別是消費性電子產品和家用電器。帶電磁干擾濾波器的功率因數校正電路通常包含以下無源元件=Boost電感、共模電感、差模電感、共模電容和差模電容。如果均采用分立元件實現，則元件數量多，且各元件大小不一、形狀各異、對空間的利用率不高。在中小功率開關電源中，這些無源元件的體積占電路總體積的309Γ40%，低的空間利用率同時也降低電力電子設備的功率密度。而且分立元件的寄生參數，如電感的等效并聯電容、電容器的引腳電感和布線布局，會對功率因數校正電路的性能產生不利影響。
技術實現思路
針對分立元件的功率因數校正電路中存在的問題，本專利技術提供一種功率因數校電路的無源元件集成裝置。本專利技術的技術方案如下一種功率因數校正電路的無源元件集成裝置，由第一、二、三和四繞組繞制在一對磁芯上構成，所述的四個繞組是柔性多層帶材，或集成電感與分立電容組成的四端網絡，所述的第一繞組與第二繞組分別繞制在磁芯邊柱上，繞向相同，第一繞組輸入端與電源相連，輸出端與第二繞組的輸入端相連，第二繞組的輸出端與整流橋輸入端相連；所述的第一、二繞組形成的集總等效電路為共模電感與差模電容集成的四端網絡；所述的第三繞組與第四繞組繞在磁芯中柱上，繞向相反，第三繞組輸入端與整流橋輸出正極相連，輸出端與開關及整流輸出的高壓端相連，第四繞組輸入端與整流橋輸出負極相連，輸出端與開關及整流輸出的低壓端相連；所述的第三、四繞組形成的集總等效電路為新合成電感與共模電容集成的四端網絡。所述的磁芯可以是EE型、EI型、Planar E型、EC型、EFD型、EQ型、ER型、PlanarER 型、ETD 型。所述的電源的I端和2端分別與第一繞組的輸入3端和4端相連，第一繞組的輸出5端和6端分別與第二繞組的輸入7端和8端相連，第二繞組的輸出9端和10端分別與整流橋的輸入11端和12端相連。所述的第三繞組的第一導體層輸入15端與整流橋的輸出正極14端相連，第一導體層輸出17端與開關及整流輸出的23端相連；第四繞組的第一導體層輸入19端與整流橋的輸出負極14端相連，第一導體層輸出21端與開關及整流輸出的24端相連；第三繞組的第二導體層輸入16端與第四繞組的第二導體層輸入20端共同接在大地或機殼上。本專利技術的有益效果是將差模電感與Boost電感合成為一個新電感，減小了功率因數校正電路中無源元件的數量；利用柔性多層帶材將新電感、共模電感、差模電容和共模電容集成在一個磁件中，提高了電感與電容元件的空間利用率，減小電感與電容元件的體積，削弱了元件分布參數的寄生振蕩對電路性能的影響。附圖說明圖I為功率因數校正電路的無源元件集成裝置示意圖；圖2為本專利技術柔性多層帶材結構示意圖。其中，(a)為單層電解質柔性多層帶材，(b) 為交錯并聯柔性多層帶材；圖3為本專利技術分布參數模型和集總參數模型結構示意圖。其中，(a)為分布參數模型， (b)為集總參數模型；圖4為本專利技術采用集成電感與分立電容的電路連接示意圖；圖5為本專利技術集總模型結構示意圖。具體實施方式以下結合附圖和實施例進一步說明本專利技術。無源元件集成裝置利用差模電感和Boost電感對差模噪音都起到一定的抑制作用，改變差模電感在電路中的位置，將其由整流器前端變為直接與Boost電感相連接，將兩類電感合成為一個新合成電感。一種功率因數校正電路的無源元件集成裝置，由第一、二、 三和四繞組繞制在一對磁芯上構成，所述的四個繞組是柔性多層帶材，或集成電感與分立電容組成的四端網絡，所述的第一繞組與第二繞組分別繞制在磁芯邊柱上，繞向相同，第一繞組輸入端與電源相連，輸出端與第二繞組的輸入端相連，第二繞組的輸出端與整流橋輸入端相連；所述的第一、二繞組形成的集總等效電路為共模電感與差模電容集成的四端網絡；所述的第三繞組與第四繞組繞在磁芯中柱上，繞向相反，第三繞組輸入端與整流橋輸出正極相連，輸出端與開關及整流輸出的高壓端相連，第四繞組輸入端與整流橋輸出負極相連，輸出端與開關及整流輸出的低壓端相連；所述的第三、四繞組形成的集總等效電路為新合成電感與共模電容集成的四端網絡。所述的磁芯可以是EE型、EI型、Planar E型、EC型、EFD型、EQ型、ER型、Planar ER 型、ETD 型。所述的電源的I端和2端分別與第一繞組的輸入3端和4端相連，第一繞組的輸出5端和6端分別與第二繞組的輸入7端和8端相連，第二繞組的輸出9端和10端分別與整流橋的輸入11端和12端相連。所述的第三繞組的第一導體層輸入15端與整流橋的輸出正極14端相連，第一導體層輸出17端與開關及整流輸出的23端相連；第四繞組的第一導體層輸入19端與整流橋的輸出負極14端相連，第一導體層輸出21端與開關及整流輸出的24端相連；第三繞組的第二導體層輸入16端與第四繞組的第二導體層輸入20端共同接在大地或機殼上。所述的柔性多層帶材包括第一導體層、第二導體層、電介質薄膜和絕緣層；所述的第一、二繞組采用交錯并聯柔性多層帶材，第一導體層和第二導體層由多個導體層并聯，每個導體層中嵌入電介質薄膜；所述的第三、四繞組采用單層電解質柔性多層帶材，第一導體層和第二導體層只有單層導體，導體層中間嵌入電介質薄膜。實施例I參照圖1，采用柔性多層帶材作為繞組的一種功率因數校電路的無源元件集成裝置。所述的無源元件集成裝置由第一、二、三和四繞組繞制在一對磁芯構成。結合圖2，邊柱上的第一、二繞組由交錯并聯柔性多層帶材繞制而成，兩者繞向相同，匝數相同。中柱上的第三、四繞組由單層電解質柔性多層帶材繞制而成，兩者繞向相反，匝數相同。參照圖I和圖3，電源的I端和2端分別與第一繞組的輸入3端和4端相連，第一繞組的輸出5端和6端分別與第二繞組的輸入7端和8端相連，第二繞組的輸出9端和10 端分別與整流橋的輸入11端和12端相連；所述的第一、二繞組形成的集總等效電路為共模電感與差模電容集成的四端網絡。參照圖I和圖3，第三繞組的第一導體層輸入15端與整流橋的輸出正極14端相連，第一導體層輸出17端與開關及整流輸出的23端相連；第四繞組的第一導體層輸入19 端與整流橋的輸出負極14端相連，第一導體層輸出21端與開關及整流輸出的24端相連; 第三繞組的第二導體層輸入16端與第四繞組的第二導體層輸入20端共同接在大地或機殼上；所述的第三、四繞組形成的集總等效電路為新合成電感與共模電容集成的四端網絡。連接后，無源元件集成方式的分布參本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種功率因數校正電路的無源元件集成裝置，其特征在于，它由第一、二、三和四繞組繞制在一對磁芯上構成，所述的四個繞組是柔性多層帶材，或集成電感與分立電容組成的四端網絡，所述的第一繞組與第二繞組分別繞制在磁芯邊柱上，繞向相同，第一繞組輸入端與電源相連，輸出端與第二繞組的輸入端相連，第二繞組的輸出端與整流橋輸入端相連；所述的第一、二繞組形成的集總等效電路為共模電感與差模電容集成的四端網絡；所述的第三繞組與第四繞組繞在磁芯中柱上，繞向相反，第三繞組輸入端與整流橋輸出正極相連，輸出端與開關及整流輸出的高壓端相連，第四繞組輸入端與整流橋輸出負極相連，輸出端與開關及整流輸出的低壓端相連；所述的第三、四繞組形成的集總等效電路為新合成電感與共模電容集成的四端網絡。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：徐德鴻，鄧成，胡長生，溫志偉，
申請(專利權)人：浙江大學，
類型：發明
國別省市：
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