[發明專利]軟開關輔助電路、兩相或三相輸入PFC電路及控制方法

有效

• 申請號: 201410654481.8
• 申請日: 2014-11-17
• 公開（公告）號: CN105656296B
• 公開（公告）日: 2019-05-10
• 發明（設計）人: 倪同;袁利杰;孫永魁;薛亮
• 申請（專利權）人: 維諦技術有限公司
• 主分類號: H02M1/088
• 分類號: H02M1/088;H02M1/42
• 代理公司: 深圳市順天達專利商標代理有限公司 44217
• 代理人: 高占元;周嬌嬌

本發明涉及一種軟開關輔助電路，包括：輔開關管、諧振電感、第二二極管和n個第一二極管；其中n為大于1的整數；該軟開關輔助電路具有第一端至第n+2端；所述n個第一二極管的第一端分別與軟開關輔助電路的第一端至第n端連接，所述n個第一二極管的第二端共同連接至諧振電感的第一端，諧振電感的第二端通過第二二極管連接至軟開關輔助電路的第n+1端，諧振電感的第二端還通過輔開關管與軟開關輔助電路的第n+2端連接。本發明還提供了一種兩相輸入PFC電路、三相輸入PFC電路及其控制方法和不間斷電源。本發明通過共用輔開關管和諧振電感，在保證軟開通效果的同時有效的節省了輔開關管和諧振電感的數量，降低系統復雜度，提高可靠性。

技術領域

本發明涉及電路技術領域，更具體地說，涉及一種軟開關輔助電路、兩相輸入PFC電路、三相輸入PFC電路及其控制方法和不間斷電源。

背景技術

隨著電力電子的發展，系統效率越來越成為重要的指標，為了提高系統效率，軟開關、準諧振電路等不斷被提出來，被廣大的電力電子從業人員研究、發展。升壓(boost)電路作為應用廣泛的一個電路，近年來提出了很多boost電路軟開關電路類型，以降低連續模式(CCM)下二極管反向恢復帶來的損耗。

如圖1所示，為現有技術中一種典型的軟開關電路。其中，開關管Q1為主開關管，開關管Q2為輔開關管，電感Lr1為諧振電感，電容C1為母線電容。其中諧振電感Lr1、輔開關管Q2、二極管D2構成了軟開關輔助電路。當開通主開關管Q1之前先開通輔開關管Q2，由于諧振電感Lr1的存在，通過二極管D1的電流緩慢降低，避免了反向恢復損耗。當通過諧振電感Lr1的電流等于通過電感L1的電流時，開啟主開關管Q1，此時由于電感L1的電流不能突變，使得主開關管Q1實現了零電流開通。

但是如果將該boost電路擴展為PFC電路時，如果是單相電路則可以直接使用圖1的方式，如果為兩相電路或者三相輸入的PFC電路，就需要多組軟開關輔助電路。如圖2所示的兩相輸入PFC電路中，該兩相輸入PFC電路包括正向boost電路和與之結構相同但電流方向相反的負向boost電路。其中正向boost電路包括2個主電感如電感L1、L2，2個主開關管如Q11、Q12，母線電容C1，2個第五二級管如二極管D51、D52，以及2個第六二級管如二極管D61、D62。A相輸入端依次經過串聯的電感L1和二極管D51連接主開關管Q11的第一端，主開關管Q11的第二端和母線電容C1的負極接零線端N；主開關管Q11的第一端還經過二極管D61連接母線電容C1的正極。其中主開關管Q11的第一端為電流輸入的一端，又稱為電流輸入端。主開關管Q11的第二端為電流輸出的一端，又可稱為電流輸出端。該正向boost電路還包括由輔開關管Q21、諧振電感Lr1和二極管D21構成的第一軟開關輔助電路。其中諧振電感Lr1的第一端與主開關管Q11的電流輸入端連接，諧振電感Lr1的第二端連接至輔開關管Q21的第一端，并通過二極管D21連接至母線電容的正極。同樣，B相輸入端的電路連接關系與之相同，包含電感L2、二極管D52、二極管D62和主開關管Q12，以及由輔開關管Q22、諧振電感Lr2和二極管D22構成的第二軟開關輔助電路。由于負向boost電路與之形成鏡像，使得整個電路所使用的開關管和諧振電感數量成倍增加。該兩相輸入PFC電路至少需要4個輔開關管如Q21-Q24，以及4個諧振電感如Lr1-Lr4。

同樣，在如圖3所示的三相輸入PFC電路中，由于增加了C相輸入端，因此也相應增加了電感L3、二極管D53、二極管D63和主開關管Q13，以及由輔開關管Q23、諧振電感Lr3和二極管D23構成的第三軟開關輔助電路。該三相輸入PFC電路至少需要6個輔開關管如Q21-Q26，以及6個諧振電感如Lr1-Lr6。

可見，將boost電路應用到功率因數校正(PFC)場合時，若在多相電路中相應的軟開關輔助電路的數量要和主開關管的數量保持一致。由于軟開關輔助電路的平均電流和功率損耗都遠低于主開關管，而輔開關管的輸入脈沖電流要求與主開關管要求卻是一致的，因此無法選擇容量很小的開光管，加上數量增多，電路復雜度和成本增加，可靠性降低。

發明內容