[發明專利]降低圖騰柱PFC電路中工頻尖刺的方法

有效

• 申請號: 202110405211.3
• 申請日: 2021-04-15
• 公開（公告）號: CN113162391B
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發明（設計）人: 宋棟梁;王躍斌;崔榮明
• 申請（專利權）人: 深圳市皓文電子股份有限公司
• 主分類號: H02M1/42
• 分類號: H02M1/42;H02M1/08
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識產權事務所(普通合伙) 44248
• 代理人: 胡吉科

本發明涉及一種降低圖騰柱PFC電路中工頻尖刺的方法，包括如下步驟：在交流輸入電壓過零時設置有維持設定時間的死區；死區結束后，所述低頻開關橋臂上的一個開關管過零啟動，且控制該低頻開關管實現完全導通的速度，使該低頻開關管在其有效的驅動電平到來后在設定的導通時間內實現完全導通；所述高頻開關橋臂上的高頻開關管的開始軟啟動，通過設定個數的高頻開關周期，得到高頻開關管的驅動信號的占空比，并使所述高頻開關橋臂上的兩個高頻開關管進入同步模式。實施本發明的降低圖騰柱PFC電路中工頻尖刺的方法，具有以下有益效果：其工頻尖刺較低、容易實現。

技術領域

本發明涉及電力電子學領域，更具體地說，涉及一種降低圖騰柱PFC電路中工頻尖刺的方法。

背景技術

圖騰柱PFC電路因采用SIC或者GAN器件作為高頻開關管，硅MOS作為低頻開關管替代工頻整流二極管以適應交流輸入的正負半周轉換，所以其傳輸損耗較小，轉換效率高，在中大功率AC/DC應用場合普遍使用。但是，現有的圖騰柱PFC電路，實際應用中在交流過零的時候，容易產生工頻尖刺，這種工頻尖刺不僅影響輸入電流THD，在母線上也會產生尖刺電壓；后級DC/DC通常沒有辦法處理或很難處理這類工頻尖刺，導致低壓輸出端也存在工頻尖刺，影響設備使用。現有的圖騰柱PFC電路中產生工頻尖刺的原因非常復雜，但其主要原因在于：在交流輸入的正負半周切換時，低頻開關橋臂的中點電平由于兩個低頻開關管的切換，在0V和較高電壓(例如400V)之間切換，且切換速度很快；這種情況產生很強的工頻尖刺。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，針對現有技術的上述工頻尖刺較強的缺陷，提供一種降低圖騰柱PFC電路中工頻尖刺的方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：構造一種降低圖騰柱PFC電路中工頻尖刺的方法，所述圖騰柱PFC電路包括低頻開關橋臂和高頻開關橋臂；所述低頻開關橋臂用于改變所述圖騰柱PFC電路中儲能電感和儲能電容與輸入電壓端的連接關系以適應所述圖騰柱電路的輸入電壓的正負半周轉換；所述高頻開關橋臂用于改變所述輸入電壓端、儲能電感和儲能電容之間的連接關系以實現儲能電感的充電和所述儲能電感對所述儲能電容放電；所述方法包括如下步驟：

在交流輸入電壓過零時設置有維持第一設定時間的死區；在所述死區中，不輸出所述高頻開關橋臂和低頻開關橋臂上的開關管的驅動信號，使其均不導通；

死區結束后，所述高頻開關橋臂上的一個高頻開關管的開始軟啟動，通過設定個數的高頻開關周期，得到高頻開關管的驅動信號的當前占空比，并使所述高頻開關橋臂上的兩個高頻開關管進入同步模式；

所述低頻開關橋臂上的一個開關管過零啟動，且控制該低頻開關管實現完全導通的速度，使該低頻開關管在其有效的驅動電平到來后在第二設定時間內實現完全導通。

更進一步地，所述低頻開關橋臂包括兩個低頻開關管，所述兩個低頻開關管通過各自的一個開關端連接，所述兩個低頻開關管未連接的兩個開關端分別形成所述低頻開關橋臂的兩端，連接的兩個開關端為所述低頻開關橋臂的中點。

更進一步地，所述低頻開關管包括場效應管，一個所述場效應管的源極和另一個所述場效應管的漏極連接得到所述低頻開關橋臂的中點；通過在所述低頻開關管的漏極和柵極之間并接一個設定容值的電容來實現對其完全導通的時間或第二設定時間的控制。

更進一步地，通過在所述低頻開關管的柵極上串聯一個電阻，使得所述電阻和所述延遲電容配合，調節所述第二設定時間的范圍。

更進一步地，所述高頻開關橋臂上的高頻開關管通過逐步增加該高頻開關管的導通時間實現軟啟動。

更進一步地，所述高頻開關橋臂上的高頻開關管的軟啟動包括：

一個高頻開關管以最小的占空比開始導通，并在其后的設定數量個高頻開關周期中，均勻加大上述占空比；

同時，計算得到高頻開關驅動信號的環路計算占空比D；