[發(fā)明專(zhuān)利]一種串并聯(lián)DCM Boost PFC變換器及其工作方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910960076.1
• 申請(qǐng)日: 2019-10-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110677063B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-12-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳章勇;盧正東;吳云峰;趙玲玲;沈?yàn)憲n
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H02M7/219
• 分類(lèi)號(hào): H02M7/219;H02M3/156;H02M1/42
• 代理公司: 成都正華專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙) 51229
• 代理人: 陳選中

1.一種串并聯(lián)DCM Boost PFC變換器的工作方法，串并聯(lián)DCM Boost PFC變換器包括控制器、前端整流電路和后端Boost DC/DC變換器，所述前端整流電路輸入端與交流輸入電源連接，所述前端整流電路的輸出端與后端Boost DC/DC變換器連接，所述后端Boost DC/DC變換器還與控制器連接；

所述控制器為PI控制器；

所述前端整流電路為二極管整流電路；

所述后端Boost DC/DC變換器包括相一電感L₁、相一開(kāi)關(guān)管S₁、相二電感L₂、相二開(kāi)關(guān)管S₂、輸出二極管D和輸出電容C₀；

所述相一電感L₁的一端分別與前端整流電路的正輸出端和相二開(kāi)關(guān)管S₂的漏極連接，所述相一電感L₁的另一端分別與相一開(kāi)關(guān)管S₁的漏極和輸出二極管D的正極連接，所述輸出二極管D的負(fù)極與輸出電容C₀的一端連接，所述相一開(kāi)關(guān)管S₁的源極分別與前端整流電路的負(fù)輸出端和相二電感L₂的一端連接，所述相二開(kāi)關(guān)管S₂的源極分別與相二電感L₂的另一端和輸出電容C₀的另一端連接；

所述輸出電容C₀的兩端作為串并聯(lián)DCM Boost PFC變換器的輸出端，外接負(fù)載電路；

所述控制器的電壓輸入端口與串并聯(lián)DCM Boost PFC變換器的輸出端連接，所述控制器的驅(qū)動(dòng)端分別與相一開(kāi)關(guān)管S₁和相二開(kāi)關(guān)管S₂連接；

所述相一電感L₁和相二電感L₂的電感值相同；

其特征在于，所述串并聯(lián)DCM Boost PFC變換器的工作方法為：

當(dāng)串并聯(lián)DCM Boost PFC變換器工作在DCM模式時(shí)，通過(guò)控制器確定占空比，并在確定的占空比下，通過(guò)控制相一開(kāi)關(guān)管S₁和相二開(kāi)關(guān)管S₂的導(dǎo)通與關(guān)斷，使相一電感L₁和相二電感L₂在充電階段并聯(lián)，在放電階段串聯(lián)；

所述串并聯(lián)DCM Boost PFC變換器工作在DCM模式時(shí)包括三種模態(tài)，所述三種模態(tài)依次為：

在0T_s～D₁T_s模態(tài)時(shí)：在0T_s時(shí)刻，控制器控制相一開(kāi)關(guān)管S₁和相二開(kāi)關(guān)管S₂同時(shí)導(dǎo)通，輸出二極管D截止，相一電感L₁和相二電感L₂并聯(lián)開(kāi)始充電，并在D₁T_s時(shí)刻結(jié)束充電；

在D₁T_s～D₃T_s模態(tài)時(shí)：在D₁T_s時(shí)刻，控制器控制相一開(kāi)關(guān)管S₁和相二開(kāi)關(guān)管S₂同時(shí)關(guān)斷，輸出二極管D導(dǎo)通續(xù)流，相一電感L₁和相二電感L₂串聯(lián)開(kāi)始放電，并在D₃T_s時(shí)刻完成放電；

在D₃T_s～T_s模態(tài)時(shí)：控制器控制兩相開(kāi)關(guān)管保持關(guān)斷，輸出電容C₀為負(fù)載供電，直到T_s時(shí)刻進(jìn)入下一個(gè)開(kāi)關(guān)周期；

其中，T_s為開(kāi)關(guān)管開(kāi)關(guān)周期；

D₁為占空比穩(wěn)態(tài)值；

D₃＝D₁+D₂，其中，D₂為在一個(gè)脈沖循環(huán)內(nèi)，相一電感L₁和相二電感L₂的電流從最大值下降到0的時(shí)長(zhǎng)占總開(kāi)關(guān)周期時(shí)長(zhǎng)的比例；

所述占空比穩(wěn)態(tài)值D₁為：

式中，V_m為交流輸入電壓幅值；

L為相一電感和相二電感的電感值；

f_s為相一開(kāi)關(guān)管和相二開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)頻率；

P_o為輸出功率；

V_o為直流輸出電壓；

w為輸入交流電壓角頻率；

所述串并聯(lián)DCM Boost PFC變換器工作在DCM模式時(shí)，所述相一電感L₁和相二電感L₂的電感值需滿足下列條件：

式中，L＝L₁＝L₂，L₁、L₂分別為相一電感和相二電感的電感值。