專利名稱：基于非線性平均電流控制的boost pfc電路的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及功率因數(shù)校正電路，尤其是一種BOOST PFC電路。
背景技術：
電力電子裝置的大量頻繁使用給電網(wǎng)造成了很嚴重的諧波污染，因此必須引入功 率因數(shù)校正(PFC)電路，使其輸入電流諧波滿足現(xiàn)有的諧波要求。功率因數(shù)校正一直在朝 著效率高、結構簡單、控制容易實現(xiàn)、減小EMI等方向發(fā)展，所以無橋BOOST PFC電路作為 一種提高效率的有效方式越來越受到人們的關注。無橋BOOST PFC電路省略了傳統(tǒng)BOOST PFC電路的整流橋，減少了二極管的通態(tài)損耗，效率得到很大提高。但是傳統(tǒng)的無橋BOOST PFC的EMI較大，圖騰柱BOOST PFC作為它的一種演變，EMI要小很多，但是圖騰柱B00STPFC 的傳統(tǒng)控制較為復雜，特別是電感電流檢測上較困難。因此，提出一種相對簡單的圖騰柱 BOOST PFC電路的控制方法是很有意義的。
發(fā)明內(nèi)容
為了減小無橋BOOST PFC的電磁干擾和克服已有的單周期控制中輕載不穩(wěn)定、非 線性載波控制中積分器設計復雜等的不足，本發(fā)明提供一種輕載穩(wěn)定、簡化積分器設計的 基于非線性平均電流控制的圖騰柱BOOST PFC電路。本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是一種基于非線性平均電流控制的圖騰柱BOOST PFC電路，包括圖騰柱BOOST PFC 主電路，所述圖騰柱BOOST PFC主電路包括輸入側、電容CO、電阻Rs、第一二極管D1、第二二 極管D2、第三二極管D3，第一場效應管Q1、第二場效應管Q2、電感L和輸出側，所述輸出側 與所述電容CO并聯(lián)，所述輸出側一端與所述第三二極管D3的反向端相接，所述輸出側的另 一端與電阻Rs的一端相接，所述第三三極管D3的正向端與所述第二場效應管的漏極連接， 所述電阻Rs的另一端與第一二極管的正向端、第一場效應管的源極連接，所述第一二極管 Dl的反向端和第二二極管的正向端均與輸入側的一端連接，所述第二場效應管Q2的源極 和第一場效應管Ql的漏極均與電感L的一端連接，所述電感L的另一端與輸入側的另一端 連接，所述的基于非線性平均電流控制的BOOST PFC電路還包括控制支路，所述控制支路的 控制率方程如下
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s S^o其中，Vi是輸入側電壓絕對值《是電壓環(huán)補償器輸出值，k是一比例常數(shù)，八是 場效應管的開關周期，iD3是第三二極管D3的電流，d是場效應管的開關占空比，V。是輸出 側電壓；所述控制率方程(14)的左邊采用可復位的積分器實現(xiàn)，所述控制率方程(14)的 右邊采用數(shù)字控制器實現(xiàn)，所述積分器包括運算放大器、積分電容C和開關S;所述的控制支路包括數(shù)字控制器、積分電容C、開關S、運算放大器、比較器和觸發(fā)器，所述的數(shù)字控制器一路輸出與運算放大器的反相輸入端連接，所述的數(shù)字控制器另一 路輸出與比較器的負輸入端連接，所述的比較器的正輸入端與運算放大器的反相輸入端連 接，所述的開關S與所述的積分電容并聯(lián)，所述的積分電容的一端與運算放大器的反相輸 入端連接，所述的積分電容的另一端與地連接，所述的觸發(fā)器的一端與比較器的輸出連接， 所述的觸發(fā)器的另一端與時鐘信號相接，所述的觸發(fā)器的輸出信號控制場效應管Ql、Q2和 開關S的開通和關斷。本發(fā)明的技術構思為將非線性平均電流控制方法運用在圖騰柱BOOST PFC電路 上，達到單位功率因數(shù)和設計簡單的目的。本發(fā)明的有益效果主要表現(xiàn)在電磁干擾較小，能克服單周期控制中輕載穩(wěn)定、非 線性載波控制中積分器設計復雜等的不足。
圖1是圖騰柱BOOST PFC主電路的電路圖。圖2是圖騰柱BOOST PFC控制電路的電路圖。圖3是圖騰柱BOOST PFC主電路的模態(tài)分析示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發(fā)明作進一步描述。參照圖1 圖3，一種基于非線性平均電流控制的圖騰柱B00STPFC電路，包括圖騰 柱BOOST PFC主電路，所述圖騰柱BOOST PFC主電路包括輸入側、電容CO、電阻Rs、第一二 極管D1、第二二極管D2、第三二極管D3，第一場效應管Q1、第二場效應管Q2、電感L和輸 出側，所述輸出側與所述電容CO并聯(lián)，所述輸出側一端與所述第三二極管D3的反向端相 接，所述輸出側的另一端與電阻Rs的一端相接，所述第三三極管D3的正向端與所述第二場 效應管的漏極連接，所述電阻Rs的另一端與第一二極管的正向端、第一場效應管的源極連 接，所述第一二極管Dl的反向端和第二二極管的正向端均與輸入側的一端連接，所述第二 場效應管Q2的源極和第一場效應管Ql的漏極均與電感L的一端連接，所述電感L的另一 端與輸入側的另一端連接，所述的基于非線性平均電流控制的圖騰柱BOOST PFC電路還包 括控制支路，所述控制支路的控制率方程如下
權利要求
1. 一種基于非線性平均電流控制的BOOST PFC電路，包括圖騰柱BOOST PFC主電路，所 述圖騰柱BOOST PFC主電路包括輸入側、電容CO、電阻Rs、第一二極管Dl、第二二極管D2、 第三二極管D3，第一場效應管Q1、第二場效應管Q2、電感L和輸出側，所述輸出側與所述電 容CO并聯(lián)，所述輸出側一端與所述第三二極管D3的反向端相接，所述輸出側的另一端與電 阻Rs的一端相接，所述第三三極管D3的正向端與所述第二場效應管的漏極連接，所述電阻 Rs的另一端與第一二極管的正向端、第一場效應管的源極連接，所述第一二極管Dl的反向 端和第二二極管的正向端均與輸入側的一端連接，所述第二場效應管Q2的源極和第一場 效應管Ql的漏極均與電感L的一端連接，所述電感L的另一端與輸入側的另一端連接，其 特征在于所述的基于非線性平均電流控制的BOOST PFC電路還包括控制支路，所述控制 支路的控制率方程如下(14) 其中，IviI是輸入側電壓絕對值，&是電壓環(huán)補償器輸出值，k是一比例常數(shù)，Ts是場 效應管的開關周期，iD3是第三二極管D3的電流，d是場效應管的開關占空比，ν。是輸出側 電壓；所述控制率方程(14)的左邊采用可復位的積分器實現(xiàn)，所述控制率方程(14)的右邊 采用數(shù)字控制器實現(xiàn)，所述積分器包括運算放大器、積分電容C和開關S;所述的控制支路包括數(shù)字控制器、積分電容C、開關S、運算放大器、比較器和觸發(fā)器， 所述的數(shù)字控制器一路輸出與運算放大器的反相輸入端連接，所述的數(shù)字控制器另一路輸 出與比較器的負輸入端連接，所述的比較器的正輸入端與運算放大器的反相輸入端連接， 所述的開關S與所述的積分電容C并聯(lián)，所述的積分電容C的一端與運算放大器的反相輸 入端連接，所述的積分電容C的另一端與地連接，所述的觸發(fā)器的一端與比較器的輸出連 接，所述的觸發(fā)器的另一端與時鐘信號相接，所述的觸發(fā)器的輸出信號控制場效應管Q1、Q2 和開關S的開通和關斷。
全文摘要
一種基于非線性平均電流控制的BOOST PFC電路，包括圖騰柱BOOST PFC主電路和控制支路，圖騰柱BOOST PFC主電路包括輸入側、電容C0、電阻Rs、第一二極管D1、第二二極管D2、第三二極管D3，第一場效應管Q1、第二場效應管Q2、電感L和輸出側，控制支路包括數(shù)字控制器、運算放大器、積分電容C、開關S、比較器和觸發(fā)器，控制支路的控制率方程如下(14)；控制率方程(14)的左邊采用可復位的積分器實現(xiàn)，所述控制率方程(14)的右邊采用數(shù)字控制器實現(xiàn)。本發(fā)明減小無橋BOOST PFC的電磁干擾和克服已有的單周期控制中輕載不穩(wěn)定、非線性載波控制中積分器設計復雜等的不足。
文檔編號H02M1/12GK102130581SQ20111007968
公開日2011年7月20日 申請日期2011年3月30日 優(yōu)先權日2011年3月30日
發(fā)明者南余榮, 田密 申請人:浙江工業(yè)大學