自激式BJT型无桥SepicPFC整流电路的制作方法_3

文档序号:9473697阅读:来源:国知局
成第二个回路,Cs、Q5、D6、L3构成第三个回路,LU L2、L3均充磁,电 感Ll的电流iLl、Ql的集电极电流iQcl、Q5的集电极电流iQc5、电感L3的电流iL3均增 加。随着iQcl的增加,在Q3和受控电流源组Ml端口 a的作用下Ql的工作状态逐渐从饱 和区向放大区、截止区转移。同时,在Q6和受控电流源组Ml端口 c的作用下Q5的工作状 态逐渐从饱和区向放大区、截止区转移。在Ql从导通状态刚进入截止状态的时刻,假设Ll =L2且Ql的集电极电流iQcl?D3的电流iD3,若
,则
[0032] 其中VBE_Qal为Qal的基极-发射极导通压降,β _Qal为Qal的共发射极电流增 益,P_Q1为Ql的共发射极电流增益。当Ql和Q5截止时(即tal2〈t〈tal3),vac、Ll、D3、 Cs、D5、Co、Zl、D2、L2 构成一个回路,D6、L3、D5、Co、Zl 构成另一个回路,LU L2、L3 均放磁, 电感Ll的电流iLl、电感L3的电流iL3、二极管D5的电流iD5均减小。当iD5减小至零, D5截止,Ql和Q5重新导通,周而复始。
[0033] (2)在交流电源vac负半周内,Ql和D3截止,Q2和Q5自激工作
[0034] 同理,当 Q2 和 Q5 导通时,¥3(3、1^、〇2、01、1^1构成第一个回路,¥3(3、1^、04、〇5、01、 1^1构成第二个回路,(^、〇5、06、1^3构成第三个回路,1^1和1^反向充磁,1^3充磁,电感1^1的 电流iLl反向增加,Q2的集电极电流iQc2、Q5的集电极电流iQc5、电感L3的电流iL3均增 加。随着iQc2的增加,在Q4和受控电流源组Ml端口 b的作用下Q2的工作状态逐渐从饱 和区向放大区、截止区转移。同时,在Q7和受控电流源组Ml端口 c的作用下Q5的工作状 态逐渐从饱和区向放大区、截止区转移。在Q2从导通状态刚进入截止状态的时刻,假设Ll =L2且Q2的集电极电流iQc2?D4的电流iD4,若

[0036] 其中VBE_Qa2为Qa2的基极-发射极导通压降,β _Qa2为Qa2的共发射极电流增 益,P_Q2为Q2的共发射极电流增益。当Q2和Q5截止时,vac、L2、D4、Cs、D5、Co、Zl、Dl、 LI构成一个回路,D6、L3、D5、Co、Zl构成另一个回路,LI和L2反向放磁,L3放磁,电感LI 的电流iLl反向减小,电感L3的电流iL3和二极管D5的电流iD5均减小。当iD5减小至 零,D5截止,Q2和Q5重新导通,周而复始。
[0037] 由上述可知,本发明实施例1的电感Ll的电流峰值与输入交流电压有关。
[0038] 实施例2 :参照图1、图4、图7和图8,本发明实施例2具有输出稳压功能,它由输入 电容 Ci、NPN 型 BJT 管 Ql、NPN 型 BJT 管 Q2、NPN 型 BJT 管 Q3、NPN 型 BJT 管 Q4、NPN 型 BJT 管Q5、NPN型BJT管Q6、NPN型BJT管Q7、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极 管D5、二极管D6、二极管D7、二极管D8、电感LU电感L2、电感L3、电容Cs、输出电容Co、电 阻RU电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、受控电流源组Ml组成。其中,受 控电流源组Ml又由NPN型BJT管QbUNPN型BJT管Qb2、NPN型BJT管Qb3、稳压管VZl组 成。
[0039] 如图4所示,输入电容Ci的一端同时与交流电源vac的正端、电阻Rl的一端、电 感Ll的一端以及二极管D7的阳极相连,电感Ll的另一端同时与NPN型BJT管Ql的集电 极、二极管Dl的阴极、电阻R3的一端以及二极管D3的阳极相连,二极管D3的阴极同时与 NPN型BJT管Q5的集电极、二极管D4的阴极以及电容Cs的一端相连,电容Cs的另一端同 时与二极管D5的阳极以及电感L3的一端相连,二极管D5的阴极同时与输出电容Co的一 端、输出电压Vo的正端以及负载Zl的一端相连,负载Zl的另一端同时与输出电压Vo的负 端、输出电容Co的另一端、二极管D6的阳极、NPN型BJT管Q5的发射极、NPN型BJT管Q6 的发射极、NPN型BJT管Q7的发射极、电阻R5的一端、电阻R6的一端、NPN型BJT管Ql的 发射极、NPN型BJT管Q2的发射极、NPN型BJT管Q3的发射极、NPN型BJT管Q4的发射极、 二极管Dl的阳极以及二极管D2的阳极相连,二极管D6的阴极与电感L3的另一端相连,NPN 型BJT管Ql的基极同时与电阻Rl的另一端、NPN型BJT管Q3的集电极以及受控电流源组 Ml的端口 a相连,NPN型BJT管Q3的基极同时与电阻R3的另一端、电阻R5的另一端以及 NPN型BJT管Q6的基极相连,NPN型BJT管Q6的集电极同时与电阻R7的一端、受控电流源 组Ml的端口 c、NPN型BJT管Q7的集电极以及NPN型BJT管Q5的基极相连,电阻R7的另 一端同时与二极管D7的阴极以及二极管D8的阴极相连,输入电容Ci的另一端同时与交流 电源vac的负端、电阻R2的一端、电感L2的一端以及二极管D8的阳极相连,电感L2的另 一端同时与NPN型BJT管Q2的集电极、二极管D2的阴极、电阻R4的一端以及二极管D4的 阳极相连,NPN型BJT管Q2的基极同时与电阻R2的另一端、NPN型BJT管Q4的集电极以及 受控电流源组Ml的端口 b相连,NPN型BJT管Q4的基极同时与电阻R4的另一端、电阻R6 的另一端以及NPN型BJT管Q7的基极相连,NPN型BJT管Qbl的集电极为受控电流源组Ml 的端口 a,NPN型BJT管Qb2的集电极为受控电流源组Ml的端口 b,NPN型BJT管Qb3的集 电极为受控电流源组Ml的端口 c,NPN型BJT管Qbl的基极同时与NPN型BJT管Qb2的基 极、NPN型BJT管Qb3的基极以及稳压管VZl的阳极相连,稳压管VZl的阴极与输出电压Vo 的正端相连,NPN型BJT管Qbl的发射极同时与NPN型BJT管Qb2的发射极、NPN型BJT管 Qb3的发射极以及输出电压Vo的负端相连。
[0040]图7是本发明实施例2的仿真工作波形图,图8是本发明实施例2的仿真工作波 形细节图,其稳态工作原理如下:
[0041 ] 当vac>0时,交流电源vac处于正半周(即tbl〈t〈tb2);当vac〈0时,交流电源vac 处于负半周(即tb2〈t〈tb3)。D2和D7在交流电源vac正半周导通、负半周截止,Dl和D8 在交流电源vac正半周截止、负半周导通。
[0042] (1)在交流电源vac负半周内,Ql和D3截止,Q2和Q5自激工作
[0043] 当 Q2 和 Q5 导通时(即 tb21〈t〈tb22),vac、L2、Q2、Dl、Ll 构成第一个回路,vac、 L2、D4、Q5、Dl、LI构成第二个回路,Cs、Q5、D6、L3构成第三个回路,LI和L2反向充磁,L3 充磁,电感Ll的电流iLl反向增加,Q2的集电极电流iQc2、Q5的集电极电流iQc5、电感L3 的电流iL3均增加。随着iQc2的增加,在Q4和受控电流源组Ml端口 b的作用下Q2的工作 状态逐渐从饱和区向放大区、截止区转移。同时,在Q7和受控电流源组Ml端口 c的作用下 Q5的工作状态逐渐从饱和区向放大区、截止区转移。当Q2和Q5截止时(即tb22〈t〈tb23), vac、L2、D4、Cs、D5、Co、Zl、Dl、LI 构成一个回路,D6、L3、D5、Co、Zl 构成另一个回路,LI 和 L2反向放磁,L3放磁,电感Ll的电流iLl反向减小,电感L3的电流iL3和二极管D5的电 流iD5均减小。当iD5减小至零,D5截止,Q2和Q5重新导通,周而复始。
[0044] VBE_Qb为Qb2、Qb3、Qbl的基极-发射极导通压降,VF_VZ1为VZl的反向导通压 降。当Vo>VBE_Qb+VF_VZl时,受控电流源组Ml通过端口 b和端口 c减小Q2和Q5的基极 电流,缩短Q2和Q5的导通时间,甚至延长Q2和Q5的关断时间,使得Vo回落。当Vo〈VBE_ Qb+VF_VZ1时,受控电流源组Ml通过端口 b和端口 c最大化Q2和Q5的基极电流,最大化 Q2和Q5的导通时间,使得Vo回升。
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