[發明專利]一種基于分段變電感的頻率最優控制的CRM升壓變換器

有效

• 申請號: 202010869906.2
• 申請日: 2020-08-26
• 公開（公告）號: CN112217386B
• 公開（公告）日: 2022-09-23
• 發明（設計）人: 姚凱;劉勁滔;楊堅;高陽;李家鎮;王澤松;劉樂
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: H02M1/42
• 分類號: H02M1/42;H02M7/04;H02M7/217;H02M1/08;H02M1/44;H02M1/12
• 代理公司: 北京和信華成知識產權代理事務所(普通合伙) 11390
• 代理人: 張菊萍

本發明公開了一種基于分段變電感的頻率最優控制的CRM（Critical conduction mode，電感電流臨界連續模式）升壓變換器。該變換器包括主功率電路、CRM控制和驅動電路、輸出電壓反饋電路、乘法器、整流后輸入電壓分壓電路和可變電感控制電路，其中整流后輸入電壓分壓電路的輸出端連接乘法器的輸入端，輸出電壓反饋電路的輸出端連接乘法器的另一個輸入端，乘法器的輸出端連接CRM控制和驅動電路的一個輸入端；主功率電路中的可變電感在半個工頻周期內通過可變電感控制電路實時施加不同的偏置電流，分段調整電感值。本發明實現了CRM升壓PFC（Power Factor Correction，功率因數校正）變換器開關頻率變化范圍最大程度的減小，提高了變換器效率，同時還能實現單位功率因數。

技術領域

本發明涉及電能變換裝置的交流-直流變換器技術領域，特別涉及一種基于分段變電感的頻率最優控制的CRM升壓變換器。

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，目前已得到廣泛應用。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、成本低等優點。

有源PFC變換器可以采用多種電路拓和控制方法，其中Boost PFC變換器是常用的PFC變換器之一。其中CRM Boost PFC變換器一般應用在中小功率場合，其優點是開關管零電流開通、升壓二極管無反向恢復、PF高等，但是其開關頻率隨輸入電壓和負載的變化而變化，電感和EMI濾波器的設計較復雜。

針對CRM Boost PFC變換器開關頻率變化范圍大這一缺點，張震在《All-FixedSwitching Frequency Control of CRM Boost PFC Converter Based on VariableInductor in a Wide Input Voltage Range》一文中在已有的注入諧波方法上與變電感技術相結合，實現了電壓寬范圍內開關頻率全部恒定。這種方法輸入電流的諧波均滿足IEC61000-3-2 Class D標準，同時開關頻率在寬電壓范圍內都定在了30kHz。但是，該研究方法控制電路復雜，同時在輸入電壓較高時，功率因數下降越明顯，大大增加了對電網的諧波污染。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于分段變電感的頻率最優控制的CRM升壓變換器，克服了傳統控制下CRM升壓PFC變換器開關頻率變化范圍大的問題，提高了變換器的效率，同時還能保證單位功率因數。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種基于分段變電感的頻率最優控制的CRM升壓變換器，包括主功率電路和控制電路；