自激式BJT型无桥BuckPFC整流电路的制作方法_2

文档序号:10160364阅读:来源:国知局
BJT管Q2的集电极、二极管D1的阴极以及电感L1的一端相连,电感L1的另 一端同时与输出电容Co的一端、输出电压Vo的正端以及负载Z1的一端相连,输出电容Co 的另一端同时与输出电压Vo的负端、负载Z1的另一端、二极管D1的阳极、NPN型BJT管Q3 的集电极以及NPN型BJT管Q4的集电极相连,NPN型BJT管Q4的发射极同时与电阻R5的 一端、PNP型BJT管Q6的发射极、PNP型BJT管Q2的发射极、电阻R1的一端、输入电容Ci 的另一端以及交流电源vac的负端相连,NPN型BJT型Q3的基极与电阻R1的另一端相连, NPN型BJT管Q4的基极与电阻R4的另一端相连,PNP型BJT管Q5的基极同时与电阻R2的 另一端以及电阻R3的另一端相连,PNP型BJT管Q6的基极同时与电阻R5的另一端以及电 阻R6的另一端相连,PNP型BJT管Q1的基极同时与PNP型BJT管Q5的集电极以及受控电 流源组Ml的端口 a相连,PNP型BJT管Q2的基极同时与PNP型BJT管Q6的集电极以及受 控电流源组Ml的端口 b相连。
[0024] 进一步,电阻R1两端并联加速电容C1,电阻R3两端并联加速电容C2,电阻R4两 端并联加速电容C3,电阻R6两端并联加速电容C4。该优选的方案加速所述自激式BJT型 无桥Buck PFC整流电路的动态特性。
[0025] 实施例1 :参照图1、图3、图5和图6,本实用新型实施例1具有输入电流限流保护 功能,它由输入电容Ci、PNP型BJT管Q1、PNP型BJT管Q2、NPN型BJT管Q3、NPN型BJT管 Q4、PNP型BJT管Q5、PNP型BJT管Q6、二极管D1、电感L1、输出电容Co、电阻R1、电阻R2、 电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、受控电流源组Ml组成。其中,受控电流源Ml又由NPN 型 BJT 管 Qal、NPN 型 BJT 管 Qa2、NPN 型 BJT 管 Qa3、NPN 型 BJT 管 Qa4、电阻 Ral、电阻 Ra2、 电阻Ra3、电阻Ra4、电阻Ra5、电阻Ra6组成。
[0026] 如图3所不,输入电容Ci的一端同时与交流电源vac的正端、电阻R4的一端、PNP 型BJT管Q1的发射极、PNP型BJT管Q5的发射极、NPN型BJT管Q3的发射极以及电阻R2 的一端相连,PNP型BJT管Q1的集电极同时与电阻R3的一端、电阻R6的一端、PNP型BJT 管Q2的集电极、二极管D1的阴极以及电感L1的一端相连,电感L1的另一端同时与输出电 容Co的一端、输出电压Vo的正端以及负载Z1的一端相连,输出电容Co的另一端同时与输 出电压Vo的负端、负载Z1的另一端、二极管D1的阳极、NPN型BJT管Q3的集电极以及NPN 型BJT管Q4的集电极相连,NPN型BJT管Q4的发射极同时与电阻R5的一端、PNP型BJT管 Q6的发射极、PNP型BJT管Q2的发射极、电阻R1的一端、输入电容Ci的另一端以及交流电 源vac的负端相连,NPN型BJT型Q3的基极与电阻R1的另一端相连,NPN型BJT管Q4的基 极与电阻R4的另一端相连,PNP型BJT管Q5的基极同时与电阻R2的另一端以及电阻R3 的另一端相连,PNP型BJT管Q6的基极同时与电阻R5的另一端以及电阻R6的另一端相连, PNP型BJT管Q1的基极同时与PNP型BJT管Q5的集电极以及受控电流源组Ml的端口 a相 连,PNP型BJT管Q2的基极同时与PNP型BJT管Q6的集电极以及受控电流源组Ml的端口 b相连,NPN型BJT管Qal的集电极为受控电流源组Ml的端口 a,NPN型BJT管Qa3的集电 极为受控电流源组Ml的端口 b,NPN型BJT管Qal的发射极同时与电阻Ra2的一端以及电 阻Ra3的一端相连,NPN型BJT管Qa2的基极与电阻Ra2的另一端相连,NPN型BJT管Qa2 的集电极同时与NPN型BJT管Qal的基极以及电阻Ral的一端相连,电阻Ral的另一端与 交流电源vac的正端相连,NPN型BJT管Qa3的发射极同时与电阻Ra5的一端以及电阻Ra6 的一端相连,NPN型BJT管Qa4的基极与电阻Ra5的另一端相连,NPN型BJT管Qa4的集电 极同时与NPN型BJT管Qa3的基极以及电阻Ra4的一端相连,电阻Ra4的另一端与交流电 源vac的负端相连,NPN型BJT管Qa2的发射极同时与电阻Ra3的另一端、电阻Ra6的另一 端、NPN型BJT管Qa4的发射极以及输出电压Vo的负端相连。
[0027] 图5是本实用新型实施例1的仿真工作波形图,图6是本实用新型实施例1的仿 真工作波形细节图,其稳态工作原理如下:
[0028] 当vac>0时,交流电源vac处于正半周(即tal〈t〈ta2);当vac〈0时,交流电源vac 处于负半周(即ta2〈t〈ta3)。Q4在交流电源vac正半周导通、负半周截止,Q3在交流电源 vac正半周截止、负半周导通。
[0029] (1)在交流电源vac正半周内,Q2截止,Q1自激工作
[0030] 当 Q1 导通时(即 tall〈t〈tal2),vac、Ql、Ll、Co、Z1、Q4 构成回路,L1 充磁,输入 电流iac、电感电流iLl、Ql的集电极电流iQcl均增加。随着iQcl的增加,在Q5和受控电 流源组Ml端口 a的作用下Q1的工作状态逐渐从饱和区向放大区、截止区转移。在Q1从导 通状态刚进入截止状态的时刻,
[0032] 其中max()为取最大值函数,VBE_Qal为Qal的基极-发射极导通压降,VBE_Qa2 为Qa2的基极-发射极导通压降,β _Qal为Qal的共发射极电流增益,β _Q1为Q1的共发 射极电流增益。当Q1截止时(即tal2〈t〈tal3),Ll、Co、Zl、D1构成回路,L1放磁,电感电 流iLl和二极管电流iDl均减小。当iDl减小至零,D1截止,Q1重新导通,周而复始。
[0033] (2)在交流电源vac负半周内,Q1截止,Q2自激工作
[0034] 同理,当Q2导通时,vac、Q2、Ll、Co、Zl、Q3构成回路,L1充磁,输入电流iac反向 增加,电感电流iLl和Q2的集电极电流iQc2则正向增加。随着iQc2的增加,在Q6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。在Q2从 导通状态刚进入截止状态的时刻,
[0036] 其中max()为取最大值函数,VBE_Qa3为Qa3的基极-发射极导通压降,VBE_Qa4 为Qa4的基极-发射极导通压降,β _Qa3为Qa3的共发射极电流增益,β _Q2为Q2的共发 射极电流增益。当Q2截止时,Ll、Co、Zl、D1构成回路,L1放磁,电感电流iLl和二极管电 流iDl均减小。当iDl减小至零,D1截止,Q2重新导通,周而复始。
[0037] 由上述可知,本实用新型实施例1的输入电流iac的峰值受到受控电流源组Ml的 限制。
[0038] 实施例2 :参照图1、图4、图7和图8,本实用新型实施例2具有输出稳压功能,它 由输入电容 Ci、PNP 型 BJT 管 Ql、PNP 型 BJT 管 Q2、NPN 型 BJT 管 Q3、NPN 型 BJT 管 Q4、PNP 型BJT管Q5、PNP型BJT管Q6、二极管D1、电感L1、输出电容Co、电阻R1、电阻R2、电阻R3、 电阻R4、电阻R5、电阻R6、受控电流源组Ml组成。其中,受控电流源组Ml又由NPN型BJT 管 Qbl、NPN 型 BJT 管 Qb2、NPN 型 BJT 管 Qb3、NPN 型 BJT 管 Qb4、电阻 Rbl、电阻 Rb2、电阻 Rb3、电阻Rb4、电阻Rb5、电阻Rb6、电阻Rb7、电阻Rb8、电容Cbl组成。
[0039] 如图4所不,输入电容Ci的一端同时与交流电源vac的正端、电阻R4的一端、PNP 型BJT管Q1的发射极、PNP型BJT管Q5的发射极、NPN型BJT管Q3的发射极以及电阻R2 的一端相连,PNP型BJT管Q1的集电极同时与电阻R3的一端、电阻R6的一端、PNP型BJT 管Q2的集电极、二极管D1的阴极以及电感L1的一端相连,电感L1的另一端同时与输出电 容Co的一端、输出电压Vo的正端以及负载Z1的一端相连,输出电容Co的另一端同时与输 出电压Vo的负端、负载Z1的另一端、二极管D1的阳极、NPN型BJT管Q3的集电极以及NPN 型BJT管Q4的集电极相连,NPN型BJT管Q4的发射极同时与电阻R5的一端、PNP型BJT管 Q6的发射极、PNP型BJT管Q2的发射极、电阻R1的一端、输入电容Ci的另一端以及交流电 源vac的负端相连,NPN型BJT型Q3的基极同时与电阻R1的另一端相连,NPN型BJT管Q4 的基极与电阻R4的另一端相连,PNP型BJT管Q5的基极同时与电阻R2的另一端以及电阻 R3的另一端相连,PNP型BJT管Q6的基极同时与电阻R5的另一端以及电阻R6的另一端相 连,PNP型BJT管Q1的基极同时与PNP型BJT管Q5的集电极以及受控电流源组Ml的端口 a相连,PNP型BJT管Q2的基极同时与PNP型BJT管Q6的集电极以及受控电流源组Ml的 端口 b相连,电阻Rb3的一端为受控电流源组Ml的端口 a,电阻Rb6的一端为受控电流源组 Ml的端口 b,电阻Rb3的另一端与NPN型BJT管Qbl的集电极相连,NPN型BJT管Qbl的基 极与电阻Rb2的一端相连,电阻Rb2的另一端同时与电阻Rbl的一端以及NPN型BJT管Qb2 的集电极相连,电阻Rbl的另一端与交流电源vac的正端相连,电阻Rb6的另一端与NPN型 BJT管
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