采用定频控制的临界连续升压变换器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及电能变换装置的交流-直流变换器技术领域，特别是一种采用定频控 制的临界连续升压变换器。
【背景技术】
[000引功率因数校正（PowerFactorCorrection,PFC)变换器可W减小输入电流谐波， 提高输入功率因数，已得到广泛应用。PFC变换器分为有源和无源两种方式，相对于无源方 式来说，有源方式具有输入功率因数高、体积小、成本低等优点。
[0003] 有源PFC变换器可W采用多种电路拓和控制方法，其中BoostPFC变换器是常用 的几种PFC变换器之一，根据电感电流连续与否，可将其分为S种工作模式，即电感电流连 续模式（ContinuousQirrentMode,CCM)，电感电流临界连续模式（CriticalContinuous QirrentMode,CRM),电感电流断续模式值iscontinuousQirrentMode,DCM)。
[0004] 其中CRMBoostPFC变换器具有开关管零电流开通、升压二极管无反向恢复、PF高 等优点。但是其开关频率在工频周期内是变化的，且随输入电压的变化而变化，电感和EMI 滤波器的设计较复杂，一般在中小功率场合应用比较广泛，但是CRMboostPFC变换器开关 频率是变化，不利于Effl滤波器的设计。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种采用定频控制的临界连续升压变换器，通过一种新的 定频控制，使CRMBoostPFC变换器的开关频率在工频周期内保持恒定，且在整个输入电压 范围内频率变化范围很小，有利于变换器频谱的诊断和滤波器的设计。
[0006] 实现本发明目的的技术解决方案为：一种采用定频控制的临界连续升压变换器， 包括变换器主功率电路和控制电路：所述变换器主功率电路包括输入电压源Vi。、Effl滤波 器、二极管整流电路RB、Boost电感Lb、开关管斯、二极管Db、储能电容C。、负载Rta;其中输入 电压源Vi。与EMI滤波器的输入端口连接，EMI滤波器的输出端口与二极管整流电路RB的 输入端口连接，二极管整流电路RB的输出负极为参考电位零点，二极管整流电路RB的输出 正极与Boost电感Lb的一端连接，Boost电感Lb的另一端分别与开关管Qb的漏极及二极管 町的阳极连接，开关管Qb的源极与参考电位零点连接，二极管Db的阴极分别与储能电容C。 的阳极及负载Ru的一端连接，储能电容C。的阴极及负载Ru的另一端均与参考电位零点连 接，负载Ru两端的电压为输出电压V。；
[0007] 所述的控制电路包括输入第一分压电路、减法电路、第二分压电路、乘法器单元、 误差调节电路、CRM控制和驱动电路；其中第一分压电路的输入端与输入电压采样点Vg即 二极管整流电路RB的输出正极连接，第一分压电路的输出端A分别与减法电路的反相输入 端和乘法器单元的第一输入端Vy连接，第二分压电路的输入端连接主功率电路的输出电压 V。的正极，第二分压电路的输出端B与减法电路的正相输入端连接，减法电路的输出端C与 乘法器单元的第二输入端Vy相连接，误差调节电路的反相输入端连接输出电压V。的正极， 误差调节电路的正相输入端连接电压基准信号V。,，误差调节电路的输出端与CRM控制和驱 动电路的乘法器的一个输入端连接，乘法器单元的输出端G与CRM控制和驱动电路的乘法 器的另一个输入端连接。
[0008] 本发明与现有技术相比，其显著优点是；（1)使CRMBoostPFC变换器的开关频率 在工频周期内保持恒定，且在整个输入电压范围内频率变化范围很小，有利于变换器频谱 的诊断和滤波器的设计；（2)具有输入功率因数高、体积小、成本低的优点。
【附图说明】
[0009] 图1是BoostPFC变换器主电路。
[0010] 图2是CRMBoostPFC变换器的电感电流波形。
[0011] 图3是半个工频周期内CRMBoostPFC变换器的电感电流波形。
[0012] 图4是两种控制下的临界电感值。
[0013] 图5是半个工频内不同电压下的开关频率。
[0014] 图6是不开关频率随输入电压变化曲线。
[001引图7是定频控制时PF曲线。
[0016] 图8是3、5、7次谐波与基波之比。
[0017] 图9是3、5、7次谐波与功率之比。
[001引图10是本发明采用定频控制的临界连续升压变换器的电路结构示意图。
【具体实施方式】
[0019] 1CRMBoostPFC变换器的工作原理
[0020] 图1是BoostPFC变换器主电路。为了分析方便，作如下假设；1.所有器件均为 理想元件；2.输出电压纹波与其直流量相比很小；3.开关频率远高于输入电压频率。
[0021] 图2给出了CRMBoostPFC变换器在一个开关周期中的电感电流波形。当斯导 通时，Db截止，升压电感Lb两端的电压为Vg，其电流in由零开始Wvg/Lb的斜率线性上升。 当斯关断时，Ub在输入电压Vg和输出电压V。的共同作用下，从其峰值Ubpk开始线性下降。 由于变换器工作在CRM模式，因此在in下降到零时，开关管开通，重新开始新的开关周期。
[0022] 令输入交流电压的表达式为
[002引 Vin=VmSin?t (1)
[0024] 其中Vm和《分别为输入交流电压的幅值和角频率。
[0025] 那么整流后的电压为
[0026] Vg=Vm|sin?t| (2)
[0027] 在一个开关周期内，电感电流峰值injk为 [002引
【主权项】
1. 一种采用定频控制的临界连续升压变换器，其特征在于，包括变换器主功率电路 (1)和控制电路：所述变换器主功率电路（1)包括输入电压源vin、EMI滤波器、二极管整流 电路RB、Boost电感Lb、开关管Qb、二极管Db、储能电容C。、负载Rw;其中输