一種boost電路的pfc軟開(kāi)關(guān)電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及BOOST電路配套電路領(lǐng)域，特別是一種BOOST電路的PFC軟開(kāi)關(guān)電路。
【背景技術(shù)】
[0002]BOOST電路是一種開(kāi)關(guān)直流升壓電路，其主要應(yīng)用在電力電子技術(shù)、開(kāi)關(guān)電源技術(shù)、新能源技術(shù)等領(lǐng)域。目前，BOOST電路基本采用先對(duì)電感充電然后將電感存儲(chǔ)的能量釋放給電容的方案以實(shí)現(xiàn)電壓的提升，但由于開(kāi)關(guān)器件的損耗高，而且發(fā)熱量較大，造成電路轉(zhuǎn)換效率低，電路壽命短。
[0003]軟開(kāi)關(guān):軟開(kāi)關(guān)英文名稱“soft switching”，即通過(guò)合理的電路設(shè)計(jì)，使開(kāi)關(guān)器件在開(kāi)通與關(guān)斷瞬態(tài)，處于零電壓/零電流開(kāi)通/關(guān)斷狀態(tài)，以此來(lái)降低開(kāi)關(guān)器件的損耗，提高系統(tǒng)效率，同時(shí)降低器件開(kāi)關(guān)瞬態(tài)承受應(yīng)力，增加系統(tǒng)可靠性。
[0004]晶體管作為開(kāi)關(guān)器件的應(yīng)用在當(dāng)下電子產(chǎn)品中已越來(lái)越廣泛，同時(shí)，隨著科技日新月異的變化以及人類文明的發(fā)展，節(jié)能環(huán)保已經(jīng)是整個(gè)社會(huì)環(huán)境發(fā)展下的必然趨勢(shì)。作為電力電子方面的關(guān)鍵技術(shù)各種“軟開(kāi)關(guān)”電路，由于具有更高效率，開(kāi)關(guān)應(yīng)力更小，溫升更小等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)在許多晶體管開(kāi)關(guān)電路中使用。現(xiàn)有一些針對(duì)BOOST升壓電路架構(gòu)設(shè)計(jì)的“軟開(kāi)關(guān)”通常采用輔助晶體管電路的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，這種“軟開(kāi)關(guān)”電路由于增加輔助晶體管，必需要有驅(qū)動(dòng)電路，并且占用控制芯片的1/0接口，同時(shí)增加了控制的難度，當(dāng)1/0接口不夠時(shí)可能需要選用成本更高的芯片，具有一定的局限性，實(shí)現(xiàn)方式較復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)上述缺陷，本發(fā)明的目的在于提出實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)器件的零電壓開(kāi)通、續(xù)流二極管的零電流關(guān)斷以及降低開(kāi)關(guān)管關(guān)斷應(yīng)力，無(wú)需采用復(fù)雜的控制技術(shù)，設(shè)計(jì)新穎，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，并能有效提尚系統(tǒng)效率及穩(wěn)定性。
[0006]為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0007]一種BOOST電路的PFC軟開(kāi)關(guān)電路，包括BOOST電路中的開(kāi)關(guān)SW4和續(xù)流二極管Dl;還包括電感L2、電容Cl、電容C2、濾波電解電容C3、二極管D2、二極管D3、二極管D4和電阻R5，由電容Cl和二極管D2同向串聯(lián)而成的支路，同向并聯(lián)在所述續(xù)流二極管Dl的兩端；
[0008]所述電感L2的一端接于電容Cl的正極，電感L2的另一端接于所述開(kāi)關(guān)SW4的正極；
[0009]電容C2的一端和二極管D3的正極同向串接為支路后，二極管D3的負(fù)極接于電容Cl和二極管D2之間，電容C2的另一端接于所述開(kāi)關(guān)SW4的負(fù)極；
[0010]所述二極管D4的正極接于電感L2和所述開(kāi)關(guān)SW4之間，所述二極管D4的負(fù)極接于電容C2和二極管D3之間；
[0011]所述濾波電解電容C3的正極接于二極管D2的負(fù)極，濾波電解電容C3的負(fù)極接于所述開(kāi)關(guān)SW4的負(fù)極;電阻R5并聯(lián)連接在濾波電解電容C3的兩端；
[0012]還包括續(xù)流二極管D5、開(kāi)關(guān)SWl、電感L3、二極管D6、二極管D7、二極管D8、電容C4、電容C5、濾波電解電容C6和電阻R6;
[0013]所述二極管D6和電容C5同向串聯(lián)而成的支路，并同向并聯(lián)在所述續(xù)流二極管D5的兩端；
[0014]所述電感L3和開(kāi)關(guān)SWl串接為支路后，電感L3的一端接于續(xù)流二極管D5的陰極端，開(kāi)關(guān)SWl的一端與所述開(kāi)關(guān)SW4連接；
[0015]電容C4的一端和二極管D7的負(fù)極串接為支路后，二極管D7的正極接于電容C5和二極管D6之間，電容C4的另一端接于所述開(kāi)關(guān)SW4的負(fù)極；
[0016]所述二極管D8的正極接于電容C4和二極管D7之間，所述二極管D8的負(fù)極接于電感L3和所述開(kāi)關(guān)SWl之間；
[0017]所述濾波電解電容C6的正極接于所述開(kāi)關(guān)SW4的負(fù)極，濾波電解電容C6的負(fù)極接于二極管D6的正極，電阻R6并聯(lián)連接在濾波電解電容C6的兩端。
[0018]優(yōu)選的，還包括輸入電源VCC、電感LI和電感L4，所述輸入電源VCC的正極與電感LI的一端連接，電感LI的另一端與所述續(xù)流二極管Dl的陽(yáng)極連接，所述輸入電源VCC的負(fù)極與所述開(kāi)關(guān)SW4的負(fù)極連接；
[0019]輸入電源VCC的負(fù)極與電感L4的一端連接，電感L4的另一端所述續(xù)流二極管D5的陰極。
[0020]優(yōu)選的，所述電感L2的感值顯著小于電感LI的感值，S卩L2〈〈L1 ；電感L3的感值顯著小于電感L4，S卩L3〈〈L4。
[0021 ]優(yōu)選的，所述濾波電解電容C3的容值顯著大于電容CI和電容C2的容值，S卩，C3>>C1,C3?C2；
[0022]所述濾波電解電容C6的容值顯著大于電容C4和電容C5的容值，S卩，C6?C4，C6>>C5o
[0023]優(yōu)選的，所述開(kāi)關(guān)SW4為開(kāi)關(guān)元件或晶體管器件。
[0024]優(yōu)選的，還包括一個(gè)輸入電流源和一個(gè)電壓源，所述輸入電流源的正極與所述續(xù)流二極管Dl的陽(yáng)極連接，所述輸入電流源的負(fù)極與所述續(xù)流二極管D5的負(fù)極連接；
[0025]所述電壓源的正極與所述續(xù)流二極管Dl的陰極連接，所述電壓源的負(fù)極與所述續(xù)流二極管D5的正極連接。
[0026]針對(duì)現(xiàn)有的一些“軟開(kāi)關(guān)”電路控制復(fù)雜，不易實(shí)現(xiàn)的問(wèn)題，本專利采用一種全新的方式，通過(guò)電感電容的特性以及二極管反向截止功能來(lái)實(shí)現(xiàn)BOOST電路“軟開(kāi)關(guān)”功能，減少了控制的復(fù)雜性，同時(shí)提高了穩(wěn)定性，本專利通過(guò)簡(jiǎn)單電路實(shí)現(xiàn)BOOST電路中晶體管的“軟開(kāi)關(guān)”功能，具有功耗低，效率高、簡(jiǎn)單易實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)，不用復(fù)雜的驅(qū)動(dòng)電路，也不用輔助晶體管，并聯(lián)于主電路當(dāng)中，從輕載到重載都能實(shí)現(xiàn)軟開(kāi)關(guān)功能，具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0027]1、無(wú)需復(fù)雜的控制技術(shù)、也不需要輔助的IGBT、實(shí)現(xiàn)方式簡(jiǎn)單有效，且從輕載到重載都能有效作用；
[0028]2、能實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)管及續(xù)流二極管的軟開(kāi)關(guān)、有效提高系統(tǒng)效率；
[0029]3、降低開(kāi)關(guān)管及續(xù)流二極管的關(guān)斷應(yīng)力，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。
【附圖說(shuō)明】
[0030]圖1是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電路圖；
[0031 ]圖2是本發(fā)明中開(kāi)關(guān)SW4開(kāi)通瞬間時(shí)的一個(gè)實(shí)施例的電路圖；
[0032]圖3是本發(fā)明中開(kāi)關(guān)SW4關(guān)斷時(shí)的一個(gè)實(shí)施例的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]下面結(jié)合附圖并通過(guò)【具體實(shí)施方式】來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0034]如圖1所示，一種BOOST電路的PFC軟開(kāi)關(guān)電路，包括BOOST電路中的開(kāi)關(guān)SW4和續(xù)流二極管Dl;還包括電感L2、電容Cl、電容C2、濾波電解電容C3、二極管D2、二極管D3、二極管D4和電阻R5，由電容Cl和二極管D2同向串聯(lián)而成的支路，同向并聯(lián)在所述續(xù)流二極管Dl的兩端；
[0035]所述電感L2的一端接于電容Cl的正極，電感L2的另一端接于所述開(kāi)關(guān)SW4的正極；
[0036]電容C2的一端和二極管D3的正極同向串接為支路后，二極管D3的負(fù)極接于電容Cl和二極管D2之間，電容C2的另一端接于所述開(kāi)關(guān)SW4的負(fù)極；
[0037]所述二極管D4的正極接于電感L2和所述開(kāi)關(guān)SW4之間，所述二極管D4的負(fù)極接于電容C2和二極管D3之間；
[0038]所述濾波電解電容C3的正極接于二極管D2的負(fù)極，濾波電解電容C3的負(fù)極接于所述開(kāi)關(guān)SW4的負(fù)極;電阻R5并聯(lián)連接在濾波電解電容C3的兩端；
[0039]還包括續(xù)流二極管D5、開(kāi)關(guān)SWl、電感L3、二極管D6、二極管D7、二極管D8、電容C4、電容C5、濾波電解電容C6和電阻R6;
[0040]所述二極管D6和電容C5同向串聯(lián)而成的支路，并同向并聯(lián)在所述續(xù)流二極管D5的兩端；
[0041]所述電感L3和開(kāi)關(guān)SWl串接為支路后，電感L3的一端接于續(xù)流二極管D5的陰極端，開(kāi)關(guān)SWl的一端與所述開(kāi)關(guān)SW4連接；
[0042]電容C4的一端和二極管D7的負(fù)極串接為支路后，二極管D7的正極接于電容C5和二極管D6之間，電容C4的另一端接于所述開(kāi)關(guān)SW4的負(fù)極；
[0043]所述二極管D8的正極接于電容C4和二極管D7之間，所述二極管D8的負(fù)極接于電感L3和所述開(kāi)關(guān)SWl之間；
[0044]所述濾波電解電容C6的正極接于所述開(kāi)關(guān)SW4的負(fù)極，濾波電解電容C6的負(fù)極接于二極管D6的正極，電阻R6并聯(lián)連接在濾波電解電容C6的兩端。
[0045]優(yōu)選的，還包括輸入電源VCC、電感LI和電感L4，所述輸入電源VCC的正極與電感LI的一端連接，電感LI的另一端與所述續(xù)流二極管Dl的陽(yáng)極連接，所述輸入電源VCC的負(fù)極與所述開(kāi)關(guān)SW4的負(fù)極連接；
[0046]輸入電源VCC的負(fù)極與電感L4的一端連接，電感L4的另一端所述續(xù)流二極管D5的陰極。
[0047]優(yōu)選的，所述電感L2的感值顯著小于電感LI的感值，S卩L2〈〈L1 ；電感L3的感值顯著小于電感L4，S卩L3〈〈L4。
[0048]優(yōu)選的，所述濾波電解電容C3的容值顯著大于電容CI和電容C2的容值，S卩，C3>>C1,C3?C2；
[0049]所述濾波電解電容C6的容值顯著大于電容C4和電容C5的容值，S卩，C6?C4，C6>>C5o
[0050]優(yōu)選的，所述開(kāi)關(guān)SW4為開(kāi)關(guān)元件或晶體管器件。
[0051]優(yōu)選的，還包括一個(gè)輸入電流源和一個(gè)電壓源，所述輸入電流源的正極與所述續(xù)流二極管Dl的陽(yáng)極連接，所述輸入電流源的負(fù)極與所述續(xù)流二極管D5的負(fù)極連接；
[0052]所述電壓源的正極與所述續(xù)流二極管Dl的陰極連接，所述電壓源的負(fù)極與所述續(xù)流二極管D5的正極連接。
[0053]工作原理:
[0054]1、當(dāng)電源接入后，會(huì)通過(guò)電感(L1/L4)以及軟開(kāi)關(guān)電路電感(L2/L3)給軟開(kāi)關(guān)電路中電容(C2/C4)充電，在(C2/C4)上產(chǎn)生電壓;所述軟開(kāi)關(guān)電路電容(C1/C5)由于續(xù)流二極管(D1/D5)的正向?qū)▔航档?，因此電?C1/C5)兩端電壓為幾乎零。
[0055 ] 2、當(dāng)開(kāi)關(guān)(SW4/SW1)同時(shí)開(kāi)通時(shí)，輸入電源VCC通過(guò)電感L1、軟開(kāi)關(guān)電路電感L2、開(kāi)關(guān)SW4、開(kāi)關(guān)SW1、軟開(kāi)關(guān)電路電感L3及主電路電感L4形成回路，輸入電源給電感L1/L4充電儲(chǔ)能；由于軟電感L2/L3的存在，電感阻抗遠(yuǎn)大于開(kāi)通的開(kāi)關(guān)阻抗，因此輸入壓降幾乎有軟開(kāi)關(guān)電感承受，開(kāi)關(guān)(SW4/SW1)在導(dǎo)通時(shí)兩端電壓幾乎零電壓導(dǎo)通，實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)(SW4/SW1)零電壓開(kāi)通功能(ZVS);另一方面，由于在開(kāi)關(guān)(SW4/SW1)開(kāi)通前，軟開(kāi)關(guān)電路電容(C2/C4)兩端有較高電壓，因此在開(kāi)關(guān)(SW4/SW1)開(kāi)通過(guò)程中會(huì)通過(guò)軟開(kāi)關(guān)二極管(D3/D7)給電容(Cl/C5)充電，通過(guò)軟開(kāi)關(guān)電路電