自激式BJT型无桥BoostPFC整流电路的制作方法_2

文档序号:10160365阅读:来源:国知局
的一端、输出电压Vo的正端以及负载Z1的一端相连,负载 Z1的另一端同时与输出电压Vo的负端、输出电容Co的另一端、电阻R5的一端、电阻R6的 一端、NPN型BJT管Q1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D1的阳极以及二极管D2的阳极相连,NPN型BJT管Q1 的基极同时与电阻R1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的另一端以及电阻R5的另一端相连,输入电 容Ci的另一端同时与交流电源vac的负端、电阻R2的一端以及电感L2的一端相连,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 以及电阻R6的另一端相连。
[0024] 进一步,电阻R1两端并联加速电容C1,电阻R2两端并联加速电容C2,电阻R3两 端并联加速电容C3,电阻R4两端并联加速电容C4。该优选方案能加速所述自激式BJT型 无桥Boost 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具有输入电压前馈功 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、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、电感L1、电感L2、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、电阻Ral、电阻Ra2、电阻Ra3、电阻Ra4、电阻Ra5、 电阻Ra6组成。
[0026] 如图3所示,输入电容Ci的一端同时与交流电源vac的正端、电阻R1的一端以及 电感L1的一端相连,电感L1的另一端同时与NPN型BJT管Q1的集电极、二极管D1的阴 极、电阻R3的一端以及二极管D3的阳极相连,二极管D3的阴极同时与二极管D4的阴极、 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,负载Z1的另一端同时与 输出电压Vo的负端、输出电容Co的另一端、电阻R5的一端、电阻R6的一端、NPN型BJT管 Q1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D1的阳极以及二极管D2的阳极相连,NPN型BJT管Q1的基极同时与电阻R1 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的另一端以及电阻R5的另一端相连,输入电容Ci的另一端同时与交 流电源vac的负端、电阻R2的一端以及电感L2的一端相连,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的另一端以及电阻R6的另一端相 连,电阻Ra3的一端为受控电流源组Ml的端口 a,电阻Ra6的一端为受控电流源组Ml的端 口 b,电阻Ra3的另一端与NPN型BJT管Qal的集电极相连,NPN型BJT管Qal的基极同时 与电阻Ral的一端以及电阻Ra2的一端相连,电阻Ral的另一端与交流电源vac的正端相 连,电阻Ra6的另一端与NPN型BJT管Qa2的集电极相连,NPN型BJT管Qa2的基极同时与 电阻Ra4的一端以及电阻Ra5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Qal的发射极同时与NPN型BJT管Qa2的发射极、电阻Ra2的另一端、电阻Ra5 的另一端以及输出电压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)。D2在交流电源vac正半周导通、负半周截止,D1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和D4截止,Q1自激工作
[0030] 当91导通时(即七311〈七〈七312),¥3(3、1^1、〇1、02、1^构成回路,1^1和1^充磁,1^1的 电流iLl和Q1的集电极电流iQcl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,假设LI = L2,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,β _Q1为Q1的共发射极电流增益。当Q1截止时(即tal2〈t〈tal3),vac、Ll、D3、Co、 Z1、D2、L2构成回路,L1和L2放磁,L1的电流iLl和D3的电流iD3均减小。当iD3减小至 零,D3截止,Q1重新导通,周而复始。
[0033] (2)在交流电源vac负半周内,Q1和D3截止,Q2自激工作
[0034] 同理,当Q2导通时,vac、L2、Q2、Dl、Ll构成回路,L1和L2反向充磁,L1的电流iLl 反向增加,Q2的集电极电流iQc2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。在Q2从导通状态刚进入截止状 态的时刻,假设LI = L2,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,|3_02为02的共发射极电流增益。当02截止时,¥&(3、1^、04、(:〇、21、01、1^1构成回路, L1和L2反向放磁,L1的电流iLl反向减小,D4的电流iD4减小。当iD4减小至零,D4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的电感L1的电流峰值与输入交流电源vac的电 压有关。
[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、NPN型BJT管Q1、NPN型BJT管Q2、NPN型BJT管Q3、NPN型BJT管Q4、二极 管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、电感L1、电感L2、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、电阻Rbl、电阻Rb2、电容Cbl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R1的一端以及 电感L1的一端相连,电感L1的另一端同时与NPN型BJT管Q1的集电极、二极管D1的阴 极、电阻R3的一端以及二极管D3的阳极相连,二极管D3的阴极同时与二极管D4的阴极、 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,负载Z1的另一端同时与 输出电压Vo的负端、输出电容Co的另一端、电阻R5的一端、电阻R6的一端、NPN型BJT管 Q1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D1的阳极以及二极管D2的阳极相连,NPN型BJT管Q1的基极同时与电阻R1 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的另一端以及电阻R5的另一端相连,输入电容Ci的另一端同时与交 流电源vac的负端、电阻R2的一端以及电感L2的一端相连,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的另一端以及电阻R6的另一端相连, NPN型BJT管Qbl的集
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