[發明專利]諧波調制的不連續電流模式功率因數校正變換器控制電路

有效

• 申請號: 201310100903.2
• 申請日: 2013-03-27
• 公開（公告）號: CN103368421A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 蔡亨準;李埈榮;金涇東;文炯臺
• 申請（專利權）人: 株式會社萬都
• 主分類號: H02M7/12
• 分類號: H02M7/12;H02M1/42
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 呂俊剛;劉久亮

技術領域

本發明涉及利用諧波調制的不連續電流模式功率因數校正變換器控制電路，更具體地，涉及對于不連續電流模式功率因數校正變換器，利用諧波調制，從而在不連續電流模式功率因數校正變換器中對功率因數和電感器電流進行改善的利用諧波調制的不連續電流模式功率因數校正變換器控制電路。

背景技術

功率因數校正電路(PowerFactorCorrection，PFC)用于降低功率線上的諧波，特別用于通過包括附屬負載來使電路能夠實質地視為純電阻性負載。功率因數校正電路的目的是使得AC電壓及電流實質地成為同相(inphase)。其在改善效率(efficiency)的同時去除有害諧波的產生。

例如，功率因數校正電路在幾十至幾百kHz頻域中進行動作，可對于輸入電源供給及負載，實現相當范圍的變化，能夠抑制大部分的諧波失真，具備單位(unity)的功率因數。

DC/DC變換器的基本電路結構根據電感器及能動開關的相對位置而分為六個基本類型即降壓變換器、升壓變換器、反轉式變換器、古卡(Cuk)變換器、SEPIC變換器以及Zeta變換器。升壓以及反轉式電路構件適合執行PFC。

電感器在連續電流模式(CCM:continuous?conduction?mode)或者不連續電流模式(DCM:discontinuous?conduction?mode)下進行動作也無妨，因此能夠實現高功率因數校正。在相同的輸出功率下，在DCM下進行動作的電感器與在CCM下進行動作的電感器相比具有更高的峰值(peak)電流。隨著功率更高，峰值電流更高，由此電路的開關損失也增加。

因此，CCM適于高功率輸出。但是，在電感器在CCM下進行動作時，控制電路需要實時檢測輸入電壓、電感器電流及輸出電壓之間的關系，因此電路復雜。另外，開關頻率及開關的占空比(dutyratio)需要在每個輸入電壓周期發生一定的變化。

在PFC電路及兩級變換器需要集成化為單級結構的情況下，PFC電路的開關元件及兩級變換器應該具備相同的開關頻率及占空比。

因此，PFC電路在CCM下動作時，PFC電路不適合集成化為兩級變換器。與此不同地，在反轉式PFC變換器中，在開關頻率及開關元件的占空比在每個輸入電源供給周期維持為一定的情況下，電感器在DCM下進行動作時，容易實現PFC功能。

發明內容

本發明要解決的課題是，具體為，提供對于不連續電流模式功率因數校正變換器利用諧波調制，從而在不連續電流模式功率因數校正變換器中改善了功率因數和電感器電流的利用諧波調制的不連續電流模式功率因數校正變換器控制電路。

根據本發明的一側面，提供一種利用諧波調制的不連續電流模式功率因數校正變換器控制電路，其特征在于包括：第一差值電路，其求出不連續電流模式功率因數校正變換器的輸出電壓與基準電壓之差而進行輸出；PI控制器，其對所述第一差值電路的輸出信號進行比例積分控制，從而輸出具有任意占空比的信號；第二差值電路，其輸出輸入到所述不連續電流模式功率因數校正變換器的經整流的輸入電壓與諧波調制因數直流電壓之差；以及乘法電路，其對所述PI控制器的輸出和所述第二差值電路的輸出進行乘法處理而向所述不連續電流模式功率因數校正變換器的開關輸出PFC控制信號。

所述諧波調制因數直流電壓的大小可以為1+K/2(K為經整流的輸入電壓大小的最大值)。

所述第二差值電路的輸出可具備1-K/2至1+K/2的值。

所述PFC控制信號為反映了所述PI控制器的輸出所具有的占空比和所述第二差值電路的輸出的諧波調制因數的結果值。

根據本發明，在不連續電流模式功率因數校正變換器中顯著減少電感器的峰值電流，能夠確保電感器電流調制的功率因數。由此，能夠提供縮小電感器尺寸的效果。

附圖說明

圖1是用于說明根據本發明的一實施例的利用諧波調制的不連續電流模式功率因數校正變換器控制電路的圖。

圖2是用于說明根據本發明的一實施例的利用諧波調制的不連續電流模式功率因數校正變換器控制電路的動作的圖。

圖3是用于說明根據本發明的一實施例的利用諧波調制的不連續電流模式功率因數校正變換器控制電路，PFC變換器內的電感器電流和AC輸入電流得到改善的情況的圖。

圖4是用于說明根據本發明的一實施例的利用諧波調制的不連續電流模式功率因數校正變換器的控制電路，PFC變換器內的電感器電流得到改善的情況的圖。

符號說明

10:AC電源20:濾波部

30:整流部40:PFC變換器