[發明專利]固定開關頻率的CRM Flyback PFC變換器

有效

• 申請號: 201811066616.3
• 申請日: 2018-09-13
• 公開（公告）號: CN110896273B
• 公開（公告）日: 2022-06-10
• 發明（設計）人: 倪萌;姚凱;張浩;李樂穎
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: H02M1/42
• 分類號: H02M1/42;H02M1/14;H02M7/217
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 薛云燕

本發明公開了一種固定開關頻率的CRM Flyback PFC變換器。該變換器包括主功率電路和控制電路，控制電路包括輔助繞組整流電路、控制信號生成電路、分壓跟隨電路、分壓放大電路、兩個除法器、加法器和誤差調節電路；其中輔助繞組整流電路的輸出端接入控制信號生成電路，控制信號生成電路的輸出端通過電阻與開關管的柵極相連接；分壓跟隨電路的輸出端分別與兩個除法器連接，分壓放大電路的輸出端與第一除法器、加法器連接、第二除法器順次連接，第二除法器的輸出端接入控制信號生成電路；誤差調節電路采樣輸出電壓，與參考電壓進行比對，經光耦隔離送入控制信號生成電路中。本發明實現了開關頻率在工頻周期內為恒定值，并且減小了輸出電壓紋波。

技術領域

本發明涉及電能變換裝置的交流-直流變換器技術，特別是一種固定開關頻率的CRM Flyback PFC變換器。

背景技術

功率因數校正(Power Factor Correction,PFC)變換器可以減小輸入電流諧波，提高輸入功率因數，在電子電力技術中得到了廣泛應用。PFC變換器分為有源和無源兩種方式，相對于無源方式來說，有源方式具有輸入功率因數高、體積小、成本低的優點，因此，有源功率因數校正(active power factor correction,APFC)技術獲得越來越廣泛的應用。

APFC變換器可以采用多種電路拓和控制方法，其中Flyback PFC變換器是最常用的APFC變換器之一。根據Flyback PFC變換器開關管關斷期間內副邊二極管電流是否持續導通，可將其分為三種工作模式，即電感電流連續模式(Continuous Current Mode, CCM)，電感電流臨界連續模式(Critical Continuous Current Mode,CRM)，電感電流斷續模式(Discontinuous Current Mode,DCM)。CRM Flyback PFC變換器一般應用于中小功率場合，其優點是成本低、結構簡單、具有輸入和輸出隔離、開關管損耗低等。但是其開關頻率隨輸入電壓和負載的變化而變化，且電感和EMI濾波器的設計較復雜。

發明內容

本發明的目的在于提供一種固定開關頻率的CRM Flyback PFC變換器，采用變導通時間控制，使得工頻周期內開關頻率為恒定值，并且能夠減小輸出電壓紋波。

實現本發明目的的技術解決方案為：一種固定開關頻率的CRM Flyback PFC變換器，包括主功率電路和控制電路；

所述的主功率電路包括輸入電壓源v_in、EMI濾波器、二極管整流電路RB、變壓器T₁、開關管Q_f、第十八電阻R_s、二極管D_f、濾波電容C_o和負載R_Ld，其中輸入電壓源v_in與EMI濾波器的輸入端口連接，EMI濾波器的輸出端口與二極管整流電路RB的輸入端口連接，二極管整流電路RB的輸出負極為參考電位零點，二極管整流電路RB的輸出正極與變壓器T₁的第一繞組N_p的同名端連接，變壓器T₁的第一繞組N_p的異名端接入開關管Q_f的漏極，開關管Q_f的源極與第十八電阻R_s連接，變壓器T₁的第二繞組N_z的同名端與參考電位零點連接，變壓器T₁的第三繞組N_s的異名端與二極管D_f的陽極連接，二極管D_f的陰極分別與濾波電容C_o的一端和負載R_Ld的一端連接，濾波電容C_o的另一端和負載R_Ld的另一端均連接參考電位零點，負載R_Ld兩端的電壓為輸出電壓V_o；