[發明專利]諧波互消并聯控制的并聯定開關頻率CRM和DCM升壓PFC變換器

有效

• 申請號: 202010820922.2
• 申請日: 2020-08-14
• 公開（公告）號: CN112117900B
• 公開（公告）日: 2022-08-26
• 發明（設計）人: 姚凱;李家鎮;高陽;楊堅;劉勁滔;劉樂;王澤松
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: H02M3/157
• 分類號: H02M3/157;H02M3/158;H02M1/14;H02M1/42;H02M1/08;H02M7/217
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 朱顯國

1.一種諧波互消并聯控制的并聯定開關頻率CRM和定占空比DCM升壓PFC變換器，其特征在于：包括主功率電路(1)和控制電路，其中控制電路包括輸入電壓采樣電路(2)、輸出電流采樣電路(3)、輸出電壓采樣電路(4)、DSP模塊(5)、隔離電路(6)、L6561芯片(7)和隔離驅動電路(8)；所述主功率電路(1)分別與輸入電壓采樣電路(2)、輸出電流采樣電路(3)、輸出電壓采樣電路(4)、L6561芯片(7)和隔離驅動電路(8)連接，DSP模塊(5)分別與輸入電壓采樣電路(2)、輸出電流采樣電路(3)、輸出電壓采樣電路(4)、隔離電路(6)和隔離驅動電路(8)連接，隔離電路(6)與L6561芯片(7)連接；

DSP模塊(5)采集輸入電壓、輸出電流和輸出電壓數據，并進行處理后輸出電感電流峰值包絡信號，經隔離電路(6)隔離后送到L6561芯片(7)，從而控制第二開關管Q_{b_CRM}，使第二主電感L_{b_CRM}的電流工作在CRM模式、頻率保持固定且流過的功率可控；由DSP模塊(5)中ePWM模塊輸出占空比固定的PWM波，再由隔離驅動電路(8)產生驅動信號控制第一開關管Q_{b_DCM}，使第一主電感L_{b_DCM}的電流工作在DCM模式且開關信號占空比保持固定；最終通過控制由第二開關管構成的第二支路的輸出功率與總輸出功率的比值，實現完全消去總輸入電流中三次諧波，達到在CRM工作模式下開關頻率保持固定的同時實現高功率因數的目的；

主功率電路(1)包括輸入電壓源v_in、EMI濾波器、二極管整流橋RB、LC濾波器、第一主電感L_{b_DCM}、第二主電感L_{b_CRM}、零電流檢測繞組L_z、零電流檢測電阻R_z、第一開關管Q_{b_DCM}、第二開關管Q_{b_CRM}、開關管電流采樣電阻R_s、第一二極管D_{b_DCM}、第二二極管D_{b_CRM}、輸出電容C_o、輸出電流采樣電阻R_so、負載R_L；所述輸入電壓源v_in與EMI濾波器輸入端口連接，EMI濾波器輸出端口與整流橋RB的輸入端口連接，整流橋RB的輸出負端口與LC濾波器的輸入負端口相連，整流橋RB的輸出正端口與LC濾波器的輸入正端口相連，LC濾波器的輸出正端口與第一主電感L_{b_DCM}的一端和第二主電感L_{b_CRM}的一端相連，LC濾波器的輸出負端口與開關管電流采樣電阻R_s、第一開關管Q_{b_DCM}、輸出電容C_o和負載R_L的一端連接，LC濾波器的輸出負端口為參考電位零點；第一主電感L_{b_DCM}的另一端與第一開關管Q_{b_DCM}的另一端和第一二極管D_{b_DCM}的陽極連接，第二主電感L_{b_CRM}的另一端與第二開關管Q_{b_CRM}的一端和第二二極管D_{b_CRM}的陽極連接，零電流檢測繞組L_z與第二主電感L_{b_CRM}同向繞在同一磁芯上，零電流檢測繞組L_z一端與參考電位零點相連，零電流檢測繞組L_z另一端與零電流檢測電阻R_z的一端相連，第二開關管Q_{b_CRM}的另一端與開關管電流采樣電阻R_s的另一端相連，第一二極管D_{b_DCM}的陰極與第二二極管D_{b_DCM}的陰極、輸出電容C_o的另一端和輸出電流采樣電阻R_so的一端相連，輸出電流采樣電阻R_so的另一端與負載R_L的另一端相連；所述主功率電路(1)的輸入電壓源v_in的兩端與輸入電壓采樣電路(2)連接，主功率電路(1)的輸出電流采樣電阻R_so的兩端與輸出電流采樣電路(3)連接，主功率電路(1)的負載R_L的兩端與輸出電壓采樣電路(4)連接，主功率電路(1)的零電流檢測電阻R_z的另一端、第二開關管Q_{b_CRM}的門極端和開關管電流采樣電阻R_s的另一端均與L6561芯片(7)連接，主功率電路(1)的第一開關管Q_{b_DCM}的門極端與隔離驅動電路(8)連接。