Boost无直流偏磁无电解电容的APFC方法_2

文档序号:9262973阅读:来源:国知局
[0034]如图1所示,Boost无直流偏磁无电解电容的APFC方法,采用如图1所示的电路结构实现。
[0035]当交流输入电源?Uin有电,由L端,经熔断保险丝F到安规电容Cx,安规电容Cx并联压敏电阻Rv,回到另一电源端N端,这是常规接法。
[0036]—、在Boost电路中接入磁集成的两组高频自激推挽振荡电路,具体方法为:
[0037]采用“日”字型磁芯的磁集成变压器TR,两组高频自激推挽振荡电路的高频电感,一组为绕组Nll和绕组N12,另一组为绕组N13和绕组N14,分别绕在磁集成变压器TR的两个边柱上,绕组Nll的异名端和绕组N12的同名端连接而成第一中心抽头,绕组N13同名端和绕组N14异名端连接而成第二中心抽头;
[0038]在交流输入电源?Uin的两端分别连接差模电感LI的异名端和差模电感L2的同名端,差模电感LI的同名端连接第二中心抽头,差模电感L2的异名端连接第一中心抽头;绕组Nll的同名端连接整流二极管DOl正极,绕组N12的异名端连接整流二极管D02正极,绕组N13的异名端连接整流二极管D03正极,绕组N14的同名端连接整流二极管D04正极,上述四个整流二极管的负极均连接电容COl —端,电容COl另一端接地。电容COl输出电压UO0
[0039]绕组N11、绕组N12、推挽开关SI和推挽开关S2构成第一组高频自激推挽振荡电路,绕组Nll同名端连接推挽开关SI的漏极,绕组N12的异名端连接推挽开关S2的漏极。绕组N13、绕组N14、推挽开关S3和推挽开关S4构成第二组高频自激推挽振荡电路,绕组N13的异名端连接推挽开关S3的漏极,绕组N14的同名端连接推挽开关S4的漏极。
[0040]两组高频自激推挽振荡电路均采用D类自激推挽振荡电路结构,具体为:
[0041]推挽开关SI的栅极经过电容Csl和电阻Rsl的并联支路后连接到推挽开关S2的漏极;同理,推挽开关S2的栅极经过电容Cs2和电阻Rs2的并联支路后连接到推挽开关SI的漏极;推挽开关S3的栅极经过电容Cs3和电阻Rs3的并联支路后连接到推挽开关S4的漏极;推挽开关S4的栅极经过电容Cs4和电阻Rs4的并联支路后连接到推挽开关S3的漏极;形成极容易起振的多谐自激振荡。电阻Rsl、Rs2、Rs3和Rs4均采用1ΜΩ电阻,电容Csl、Cs2、Cs3和Cs4均采用1PF电容。
[0042]矩形磁化曲线的感应磁环BI有均为I匝的初级绕组Nsl和初级绕组Ns2,对应还有次级绕组Ngl和次级绕组Ng2 ;初级绕组Nsl的同名端和初级绕组Ns2的异名端连接于第一公共连接点后再连接开关管Tl的漏极,次级绕组Ngl的同名端和次级绕组Ng2的异名端连接于第二公共连接点;次级绕组Ngl、限流电阻Rgl和稳压二极管Dsl的反向串联支路、初级绕组Nsl、初级绕组Ns2、限流电阻Rg2和稳压二极管Ds2的反向串联支路、次级绕组Ng2依次串联构成闭环回路。推挽开关SI的源极连接初级绕组Nsl的异名端,栅极连接限流电阻Rgl和稳压二极管Dsl的公共连接点;推挽开关S2的源极连接初级绕组Ns2的同名端,栅极连接限流电阻Rg2和稳压二极管Ds2的公共连接点。限流电阻Rgl和Rg2均为10Ω电阻,稳压二极管Dsl和Ds2工作电压为15伏。
[0043]第一组高频自激推挽振荡电路的推挽开关SI和S2起振之后,源极电流流经初级绕组NSl和NS2,次级绕组Ngl和Ng2感生电流,形成正回馈,感生电流在次级绕组Ngl和Ng2、限流电阻Rg2、稳压二极管Ds2、Rgl限流电阻和稳压二极管Dsl之间形成闭环电流,令感应磁环BI饱和导通之后,迅速转变为截止,接着又从截止转化为饱和导通,成为矩形磁化曲线磁环,工作点从磁化曲线的第I象限转变到第III象限,又从第III象限转变到第I象限……不断反复,工作在“矩形磁化曲线”的回环线上,充分发挥磁材料的四个象限工作。
[0044]同理,第二组高频自激推挽振荡电路以相同结构的D类自激推挽振荡电路形成自激推挽振荡。
[0045]二、单片机MCU的控制方法:
[0046]单片机MCU分别对开关管Tl和开关管T2以占空比控制信号ADl和AD2逐个脉冲精确控制,具体方法为:
[0047]输入交流电正半波,交流输入电源?Uin的L端为高电位,N端为低电位,只有推挽开关S3和推挽开关S4具有工作的可能,推挽开关SI和推挽开关S2不具备工作的条件。单片机MCU输出脉冲至开关管T2的源极,输出占空比控制信号AD2至开关管T2的栅极,驱动开关管T2,开关管T2分别对推挽开关S3和推挽开关S4源极驱动产生D类自激推挽振荡;
[0048]输入交流电负半波,交流输入电源?Uin的N端为高电位,L端为低电位,只有推挽开关SI和推挽开关S2具有工作的可能,推挽开关S3和推挽开关S4不具备工作的条件。单片机MCU输出脉冲至开关管Tl的源极,输出占空比控制信号Λ Dl至开关管Tl的栅极,驱动开关管Tl,开关管Tl分别对推挽开关SI和推挽开关S2源极驱动产生D类自激推挽振荡。
[0049]推挽振荡的必要条件是推挽振荡必须处在极性电源。对推挽开关SI和推挽开关S2而言,只能是电源端N端为正极性的10毫秒半波工作,而对推挽开关S3和推挽开关S4而言,只能是在电源端L端为正极性的10毫秒半波工作。
[0050]推挽振荡的充分条件是源极驱动开关管Tl或开关管T2导通脉冲时段才接通推挽振荡电流回到公共端。
[0051]由此实现把开关电源内部热源分散到4个推挽开关,每两个推挽开关分别控制绕组N11、N12、N13和N14的自感和漏电感之总和的APFC过程。交流输入电源?Uin的频率为50赫兹或60赫兹,则开关管Tl和T2工作频率均为电源频率一百倍以上,即5KHZ至6KHZ以上。而推挽开关SI和推挽开关S2以及推挽开关S3和推挽开关S4的推挽工作频率为电源频率一千倍左右,而且又仍然处于磁集成变压器TR磁芯最佳工作频率之内,磁芯损耗不大。
[0052]单片机MCU分别通过取样电阻rsl和取样电阻rs2取样开关管Tl和开关管T2的电流负反馈信号,仅当电流过零之后,才输出下一个脉冲,实现真正“谷底开关QR”工作。
[0053]APFC电感贮能和续流为:
[0054]APFC电感,包含两部分磁能的续流能量,一部分来自差模电感LI或差模电感L2,另一部分来自高频电感即绕组Nll和绕组N12以及绕组N13和绕组N14的自感与漏感之和。其中差模电感LI或差模电感L2贮能是开送管Tl或T2导通时段,续流是Tl或T2截止时段。高频电感的贮能及续流分别是推挽开关S1、推挽开关S2或推挽开关S3、推挽开关S4振荡导通和截止的时段。
[0055]单片机MCU启动过程如下:
[0056]在交流输入电源?Uin的交流电正半波,交流电从交流输入电源?Uin的L端流经贮能电感LI,流入绕组N13和绕组N14的中间抽头后分成两路,一路流经绕组N13到整流二极管D03向电容COl充电,另一路流经绕组N14到整流二极管D04向电容COl充电,电容COl 一端接地,整流二极管Dl正极接地,充电电流流经整流二极管Dl回到交流输入电源?Uin的N端,实现正半波整流;
[0057]在交流输入电源?Uin的交流电负半波,交流电从交流输入电源?Uin的N端流经贮能电感L2,流入绕组Nll和绕组N12的中间抽头后分成两路,一路流经绕组Nll到整流二极管DOl向电容COl充电,另一路流经绕组NI2到整流二极管D02向电容COl充电,整流二极管D2正极接地,充电电流依次流经整流二极管D2、熔断保险丝F,回到交流输入电源?Uin的L端,实现负半波整流;
[0058]经上述全波整流充电后,电容COl输出直流电压UO ;如交流输入电源?Uin为220伏,则直流电压UO为311伏。直流电压UO经启动电阻Rj,经过15伏稳压二极管Dzl并联106/25V型电容Czl得到稳压+15V,又经1ΚΩ降压电阻R2降压,再
当前第2页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1