[實用新型]一種寬負載范圍的低電壓應力反激變換器

有效

• 申請號: 201220590405.1
• 申請日: 2012-11-09
• 公開（公告）號: CN203039586U
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發明（設計）人: 許建平;張斐;閻鐵生;楊平;周國華
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335;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

技術領域

本實用新型涉及一種電力控制設備，尤其是一種反激功率因數校正的控制方法及其裝置。?

背景技術

近年來，電力電子技術迅速發展，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。開關電源功率因數校正研究的重點，主要是功率因數校正電路拓撲的研究和功率因數校正控制集成電路的開發。傳統的有源功率因數校正電路一般采用Boost-升壓拓撲，這是因為Boost具有控制容易、驅動簡單以及功率因數可以接近于1，但是Boost功率因數校正有輸出電壓高的缺點。在小功率的應用場合，Buck-降壓拓撲和反激變換器經常使用，但是Buck電路實現PFC時，由于當輸入電壓低于輸出電壓時，不傳遞能量，輸入電流為0，交越失真嚴重。而反激變換器在整個工頻周期內都可以傳遞能量，功率因數和總諧波畸變都優于Buck變換器。反激功率因數校正器通常有斷續模式和臨界連續模式兩種工作模式。斷續模式反激功率因數校正器可以獲得單位功率因數，但是其峰值電流很大，使開關管的導通損耗增大并影響變換器效率；臨界連續模式反激功率因數校正器，其導通時間在一個工頻周期內是固定的，雖然效率比斷續模式反激功率因數?校正器高，但是不能獲得單位功率因數，功率因數和總諧波畸變都比斷續模式反激功率因數校正器差。?

本實用新型所采用的技術方案是基于與本申請人在本專利申請同時提出的方法專利申請提出的。?

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種新穎的反激功率因數校正變換器，采用上述方法使反激功率因數校正變換器獲得單位功率因數，更低的開關管電壓應力和更寬的負載范圍。?

本實用新型實現實用新型目的的手段是：?

在反激功率因數校正變換器的開關管Q₁與反激變壓器T的原邊繞組2端之間串聯一個開關管Q₂，開關管Q₁與開關管Q₂之間連接功率二極管D₆的陽極，功率二極管D₆的陰極接反激變壓器T原邊繞組的1端。?

這樣，由R₁和R₂組成的輸出電壓采樣對變換器輸出電壓v_o(t)采樣后輸入運算放大器的負端，運算放大器的正端輸入參考電壓信號V_ref，經過補償網絡后運算放大器輸出補償控制信號V_comp。把鋸齒波發生器輸出的鋸齒波和補償控制信號V_comp分別輸入比較器1的正端和負端。比較器1的輸出信號經過RS-觸發器1后輸入到半橋驅動電路，經驅動電路放大后輸出給開關管Q₁。當鋸齒波發生器輸出的鋸齒波電壓大于補償控制信號V_comp時開關管Q₁關斷，當鋸齒波發生器輸出的鋸齒波電壓小于補償控制信號V_comp時開關管Q₁導通；且設定補償網絡使整個電壓控制環路的截止頻率遠小于工頻，則運算放大器輸出的補償控制信號V_comp在半個工頻周期內維持不變。輸入電壓v_in(t)與負載電流i_o(t)信號反別輸入正弦波發生電路，產生的正弦波信號輸入到比較器2的負端，比較器2的正端輸入信號為反激變壓器副邊輸出電流信號i_L2(t)。比較器2的輸出信號與比較器1的輸出信號經過或門后輸入RS-觸發器2，其輸出再經過半橋驅動電路放大后輸出給開關管Q₂。可見，采用以上裝置可以方便可靠地實現與本申請申請人同日提出申請的實用新型方法。?

與現有技術相比，本實用新型的有益效果是：?