[發(fā)明專利]一種整合電感式多輸出單相功率因數校正變換器拓撲及其控制方法無效

申請?zhí)枺?/td>	201210484726.8	申請日：	2012-11-26
公開（公告）號：	CN102946188A	公開（公告）日：	2013-02-27
發(fā)明（設計）人：	許建平;劉雪山;王楠;陳章勇	申請（專利權）人：	西南交通大學
主分類號：	H02M1/42	分類號：	H02M1/42
代理公司：	成都信博專利代理有限責任公司 51200	代理人：	張澎
地址：	610031 四川省成都市***	國省代碼：	四川;51
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種整合電感輸出單相功率因數校正變換器拓撲及其控制方法
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【說明書】：

技術領域

本發(fā)明涉及電力輸送，尤其多路恒流或恒壓輸出PFC變換器技術領域。

背景技術

近年來，電力電子技術迅速發(fā)展，作為電力電子領域重要組成部分的電源技術逐漸成為應用和研究的熱點。開關電源以其效率高、功率密度高而確立了其在電源領域中的主流地位，但其通過整流器接入電網時會存在一個致命的弱點：功率因數較低(一般僅為0.45～0.75)，且在電網中會產生大量的電流諧波和無功功率而污染電網。抑制開關電源產生諧波的方法主要有兩種：一是被動法，即采用無源濾波或有源濾波電路來旁路或消除諧波；二是主動法，即設計新一代高性能整流器，它具有輸入電流為正弦波、諧波含量低以及功率因數高等特點，即具有功率因數校正功能。現有Buck、Boost、Buck-Boost等多種功率因數校正電路拓撲結構。近年來，隨著消費電子、照明等領域的發(fā)展，具有功率因數校正功能的多路輸出變換器得到了廣泛應用。

傳統的有源功率因數校正變換器實現多路輸出是分別通過多個獨立的變換器實現的，即使有些變換器，如變壓器耦合方式，雖可實現多路恒壓輸出，但無法實現多路恒流輸出。這種通過多個變換器實現多路輸出的方法雖然可以實現功率因數校正，但使用電感及控制芯片的數量隨著輸出路數增加而增多，所以成本高，體積大。

發(fā)明內容

鑒于現有技術的以上不足，本發(fā)明的目的是提供一種整合電感式多輸出PFC的控制方法，通過各路分時復用一套電感實現功率因數校正及多路恒流或恒壓輸出，減少了電感的數量，從而降低了多輸出變換器的成本和體積。

本發(fā)明為實現其發(fā)明目的所采用的技術方案是：采用一套電感或變壓器和多個開關管實現多路恒流或恒壓輸出PFC變換器，通過對電感電流分時復用控制實現各路獨立調節(jié)多路輸出PFC，具體做法是：

對多個獨立輸出相同拓撲或者不同拓撲變換器的電感進行整合，形成電感整合單元IIU；控制器CON分別從每路輸出進行采樣，采樣信號為SA1，SA2到SAn，采樣方式可以為輸出電流采樣或輸出電壓采樣；在一個工作周期內，控制器為每路分配一定的電感復用時間，對應的脈沖信號為DR1，DR2到DRn，此脈沖信號用來控制各路輸出的開關管SW1，SW2，到SWn；其中每一路電感電流上升與下降的時間和小于各路的復用時間，確保電感電流工作在斷續(xù)模式。

本發(fā)明的目的還在于，提出一類采用如上控制方法的變換器拓撲。

與現有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：

1、相對于已有的多輸出功率因數校正變換器，采用本發(fā)明的多輸出功率因數校正變換器可以減少電感與控制芯片的數量，降低成本，提高功率密度；

2、采用本發(fā)明的多輸出功率因數校正變換器單級即可實現多路恒壓或恒流輸出控制，具有效率優(yōu)勢；

3、本發(fā)明的多輸出功率因數校正變換器電感電流工作在斷續(xù)模式，各路輸出分時復用控制開關管可實現零電流開通與零電流關斷，降低了開關損失。

下面結合附圖對本發(fā)明作進一步詳細的說明。

附圖說明

圖1為現有單級多路輸出功率因數校正器方案，需要多個電感和多個控制器。

圖2為現有兩級多路輸出功率因數校正器方案，需要多個電感和多個控制器。

圖3為本發(fā)明實施的結構框圖，僅需單個電感和單個控制器即可實現多路恒流或恒壓輸出。

圖4為本發(fā)明的第一個實施例裝置：電感整合單元IIU為Buck-boost形式的多輸出功率因數校正器。

圖5為對應圖4的電感電流控制時序及復用方式圖解。