CN103312142A - 交流电源装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种交流电源装置，包括：电源输入滤波电路(1)、无源功率因数校正电路(2)和输出变换电路(3)；其中，所述电源输入滤波电路(1)的输出端与所述无源功率因数校正电路(2)的输入端电连接，所述无源功率因数校正电路(2)的输出端与所述输出变换电路(3)的输入端电连接。因此，本发明提供的交流电源装置，包括无源功率因数校正电路，完成无源功率因数校正、自举升压和整流功能，具有成本低、效率高、结构简单和小型化的优点。

Description

交流电源装置
技术领域
本发明属于电源技术领域，具体涉及一种交流电源装置。
背景技术
能效、环保和成本，一直是电源领域的三个技术焦点。当前，为满足功率因数值的要求，各种电源通常都需要专门设置一级有源功率因数校正电路，用于完成电压提升和功率因数校正。因此，由于需要额外安装有源功率因数校正电路，所以，提高了整机成本，降低了整机的工作效率。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种交流电源装置，包括无源功率因数校正电路，完成无源功率因数校正、自举升压和整流功能，具有成本低、效率高、结构简单和小型化的优点。
本发明所采用的技术方案如下：
本发明提供一种交流电源装置，包括：电源输入滤波电路(1)、无源功率因数校正电路(2)和输出变换电路(3)；其中，所述电源输入滤波电路(1)的输出端与所述无源功率因数校正电路(2)的输入端电连接，所述无源功率因数校正电路(2)的输出端与所述输出变换电路(3)的输入端电连接。
优选的，所述无源功率因数校正电路(2)包括：第一整流二极管和第二整流二极管；所述第一整流二极管的负极与所述无源功率因数校正电路(2)的正输出端电连接，所述第一整流二极管的正极同时与所述第二整流二极管的负极和电源交流输入中性线节点电连接；所述第二整流二极管的正极与所述无源功率因数校正电路(2)的负输出端电连接。
优选的，所述无源功率因数校正电路(2)还包括：第一储能电路(21)和第二储能电路(22)；所述第一储能电路(21)和所述第二储能电路(22)的电路结构和电路参数均相同；所述第一储能电路(21)的正输出端与所述无源功率因数校正电路(2)的正输出端电连接，所述第一储能电路(21)的负输出端同时与所述第二储能电路(22)的正输出端和电源交流输入火线节点电连接；所述第二储能电路(22)的负输出端与所述无源功率因数校正电路(2)的负输出端电连接。
优选的，所述第一储能电路(21)和所述第二储能电路(22)均为填谷电路或填谷电路的衍生电路。
优选的，所述填谷电路为一级以上填谷电路。
优选的，所述第一储能电路(21)和所述第二储能电路(22)各为一个储能电容。
本发明的有益效果如下：
(1)通过无源功率因数校正电路，完成无源功率因数校正、自举升压和整流功能，具有成本低、效率高、结构简单和小型化的优点。
(2)允许交流电源装置的交流输出与交流输入共中性线，省去隔离变压器，从而进一步降低了整机的成本和占用空间。
附图说明
图1为本发明实施例提供的交流电源装置的结构原理图；
图2为将本发明提供的交流电源装置用于无隔离变压器的UPS电源的电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行说明。
本发明提供一种交流电源装置，包括：电源输入滤波电路1、无源功率因数校正电路2和输出变换电路3；其中，电源输入滤波电路1的输出端与无源功率因数校正电路2的输入端电连接，无源功率因数校正电路2的输出端与输出变换电路3的输入端电连接。
上述交流电源装置的工作原理为：市电交流输入经电源输入滤波电路1滤波后传给无源功率因数校正电路2，无源功率因数校正电路2进行升压整流后，将一直流电压叠加在单向正弦波电压之上进行升压，然后传输给输出变换级3。其中，直流分量为电压的升压部分，用以满足输出变换电路3输出的电压幅值要求。又因为在正弦波0度至360度全范围内，输出变换电路3始终从电源输入火线和中性线吸取脉冲电流，所以可以有效提高输入功率因数值。
其中，无源功率因数校正电路2包括：第一整流二极管Dr1和第二整流二极管Dr2；第一整流二极管的负极与无源功率因数校正电路2的正输出端电连接，第一整流二极管的正极同时与第二整流二极管的负极和电源交流输入中性线节点电连接；第二整流二极管的正极与无源功率因数校正电路2的负输出端电连接。
无源功率因数校正电路2还包括：第一储能电路21和第二储能电路22；第一储能电路21和第二储能电路22的电路结构和电路参数均相同；第一储能电路21的正输出端与无源功率因数校正电路2的正输出端电连接，第一储能电路21的负输出端同时与第二储能电路22的正输出端和电源交流输入火线节点电连接；第二储能电路22的负输出端与无源功率因数校正电路2的负输出端电连接。
本发明中，第一储能电路21和第二储能电路22的放电电压是由储能电路的电路结构形式决定的，当为N级填谷电路时，其放电电压可以为电源输入正弦波电压幅值的1/(N+1)；其中，N为整数。
在实际使用过程中，根据所需的升压幅值和电源输入的功率因数值的要求，可选用不同的电路结构形式。
具体的，如图2所示，为将本发明提供的交流电源装置用于无隔离变压器的UPS电源的电路原理图，第一储能电路21和第二储能电路22均为填谷电路。本发明对填谷电路的级数并不限制，可以为N级填谷电路(N≥1)。另外，第一储能电路21和第二储能电路22也可以各为一个储能电容。
在图2中，UPS电源的输出与市电交流电源输入正弦波电压同步，输出变换电路3的输出和交流电源输入共中性线，而不需要使用隔离变压器，所以，既减小了交流电源装置的占用空间，同时，也降低了交流电源装置的成本。
图2中，第一储能电路21和第二储能电路22分别为一级填谷电路，与第一整流二极管Dr1和第二整流二极管Dr2共同完成自举升压整流功能，其中，自举升压的幅值增量约为电源输入正弦波电压幅值的一半。在理想情况下，假如电源输入正弦波电压幅值为300V，则加给UPS电源半桥逆变器3的电压为150V的直流分量叠加在电压幅值为300V的单向正弦波之上，从而满足半桥逆变器3的输出电压幅值要求；在纯阻性负载情况下，从0度到360度，半桥逆变器3都按正弦波规律直接从电源输入中性线和火线吸取脉冲电流，因此有效提高了电源的输入功率因数。
综上所述，本发明提供的交流电源装置具有以下优点：
(1)通过无源功率因数校正电路，完成无源功率因数校正、自举升压和整流功能，具有成本低、效率高、结构简单和小型化的优点。
(2)允许交流电源装置的交流输出与交流输入共中性线，省去隔离变压器，从而进一步降低了整机的成本和占用空间。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种交流电源装置，其特征在于，包括：电源输入滤波电路(1)、无源功率因数校正电路(2)和输出变换电路(3)；其中，所述电源输入滤波电路(1)的输出端与所述无源功率因数校正电路(2)的输入端电连接，所述无源功率因数校正电路(2)的输出端与所述输出变换电路(3)的输入端电连接。
2.根据权利要求1所述的交流电源装置，其特征在于，所述无源功率因数校正电路(2)包括：第一整流二极管和第二整流二极管；所述第一整流二极管的负极与所述无源功率因数校正电路(2)的正输出端电连接，所述第一整流二极管的正极同时与所述第二整流二极管的负极和电源交流输入中性线节点电连接；所述第二整流二极管的正极与所述无源功率因数校正电路(2)的负输出端电连接。
3.根据权利要求1或2所述的交流电源装置，其特征在于，所述无源功率因数校正电路(2)还包括：第一储能电路(21)和第二储能电路(22)；所述第一储能电路(21)和所述第二储能电路(22)的电路结构和电路参数均相同；所述第一储能电路(21)的正输出端与所述无源功率因数校正电路(2)的正输出端电连接，所述第一储能电路(21)的负输出端同时与所述第二储能电路(22)的正输出端和电源交流输入火线节点电连接；所述第二储能电路(22)的负输出端与所述无源功率因数校正电路(2)的负输出端电连接。
4.根据权利要求3所述的交流电源装置，其特征在于，所述第一储能电路(21)和所述第二储能电路(22)均为填谷电路或填谷电路的衍生电路。
5.根据权利要求4所述的交流电源装置，其特征在于，所述填谷电路为一级以上填谷电路。
6.根据权利要求3所述的交流电源装置，其特征在于，所述第一储能电路(21)和所述第二储能电路(22)各为一个储能电容。
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