自激式BJT型无桥Boost PFC整流电路制造技术

一种自激式BJT型无桥Boost PFC整流电路，包括输入电容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和用于通过其端口a控制NPN型BJT管Q1的基极电流从而实现对NPN型BJT管Q1工作状态的控制以及通过其端口b控制NPN型BJT管Q2的基极电流从而实现对NPN型BJT管Q2工作状态的控制的受控电流源组M1。本发明专利技术简化驱动电路结构、驱动效率较高、同时获得易自启动的性能。

【技术实现步骤摘要】
自激式BJT型无桥BoostPFC整流电路
本专利技术涉及PFC整流电路，应用于交流输入、直流输出的高质量电能变换场合，如：微能量收集系统、新能源发电系统、蓄电池充电系统、LED照明系统等，尤其是一种无桥BoostPFC整流电路。
技术介绍
PFC整流电路是一种具有功率因数校正(PFC)功能的能将交流电能转换成直流电能的电路，可提高直流负载对交流电源的利用率并且减小电流谐波对交流母线或交流电网的污染。传统BoostPFC整流电路是一种PFC整流电路，其主电路一般由桥式整流电路级联Boost电路而成。为了减小桥式整流电路的损耗，无桥BoostPFC整流电路应运而生。无桥BoostPFC整流电路主要通过减少通路中导通器件数目的办法来达到提升电路效率的目的。早期，Si材料的BJT具有较大的驱动损耗、较高的开关损耗、较大的器件动态阻抗等缺点。因此，为了获得低功耗，中小功率的无桥BoostPFC整流电路中的全控型器件大多采用MOSFET。但是，MOSFET是电压型驱动器件，与电流型驱动器件BJT相比，MOSFET的驱动电路要比BJT的驱动电路更复杂。尤其在超低压或高压的工作环境中，MOSFET驱动电路的设计难度相当大。
技术实现思路
为克服现有MOSFET型无桥BoostPFC整流电路中MOSFET驱动电路复杂、驱动效率较低、自启动性能较差的不足，本专利技术提供一种简化驱动电路结构、驱动效率较高、同时获得易自启动的性能的自激式BJT型无桥BoostPFC整流电路。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种自激式BJT型无桥BoostPFC整流电路，包括输入电容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和用于通过端口a控制NPN型BJT管Q1的基极电流从而实现对NPN型BJT管Q1工作状态的控制以及通过端口b控制NPN型BJT管Q2的基极电流从而实现对NPN型BJT管Q2工作状态的控制的受控电流源组M1，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M1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M1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。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BoostPFC整流电路的动态特性。再进一步，所述受控电流源组M1包括NPN型BJT管Qa1、NPN型BJT管Qa2、电阻Ra1、电阻Ra2、电阻Ra3、电阻Ra4、电阻Ra5和电阻Ra6，电阻Ra3的一端为受控电流源组M1的端口a，电阻Ra6的一端为受控电流源组M1的端口b，电阻Ra3的另一端与NPN型BJT管Qa1的集电极相连，NPN型BJT管Qa1的基极同时与电阻Ra1的一端以及电阻Ra2的一端相连，电阻Ra1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Qa1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。所述自激式BJT型无桥BoostPFC整流电路具有输入电压前馈功能。再进一步，所述受控电流源组M1包括NPN型BJT管Qb1、NPN型BJT管Qb2、电阻Rb1、电阻Rb2和电容Cb1，NPN型BJT管Qb1的集电极为受控电流源组M1的端口a，NPN型BJT管Qb2的集电极为受控电流源组M1的端口b，NPN型BJT管Qb1的基极同时与NPN型BJT管Qb2的基极、电容Cb1的一端、电阻Rb1的一端以及电阻Rb2的一端相连，电容Cb1的另一端同时与电阻Rb1的另一端以及输出电压Vo的正端相连，NPN型BJT管Qb1的发射极同时与NPN型BJT管Qb2的发射极、电阻Rb2的另一端以及输出电压Vo的负端相连。所述自激式BJT型无桥BoostPFC整流电路具有输出稳压功能。本专利技术的技术构思为：随着新型半导体材料器件的发展，新材料(如SiC)的BJT已表现出了较小的驱动损耗、很低的电阻系数、较快的开关速度、较小的温度依赖性、良好的短路能力以及不存在二次击穿等诸多优点。在中小功率的无桥BoostPFC整流电路中采用新材料的BJT，不但可以获得低功耗，而且还可以简单化全控型器件的驱动电路。无桥BoostPFC整流电路中的全控型器件采用BJT，利用BJT工作性能的优点并运用自激电路技术可同时实现电路简单、高效率、易自启动等性能。本专利技术的有益效果主要表现在：自激式BJT型无桥BoostPFC整流电路具有将交流电能高质量地转换成直流电能的能力，而且输出直流电压值大于输入交流电压的幅值，电路简单、驱动效率高、自启动容易、适合于多种控制方法。附图说明图1是本专利技术基本的电路结构示意图。图2是本专利技术加速动态特性后的电路结构示意图。图3是本专利技术实施例1的电路图。图4是本专利技术实施例2的电路图。图5是本专利技术实施例1的仿真工作波形图。图6是本专利技术实施例1的仿真工作波形细节图。图7是本专利技术实施例2的仿真工作波形图。图8是本专利技术实施例2的仿真工作波形细节图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步描述。参照图1和图2，一种自激式BJT型无桥BoostPFC整流电路，包括输入电容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和用于通过端口a控制NPN型BJT管Q1的基极电流从而实现对NPN型BJT管Q1工作状态的控制以及通过端口b控制NPN型BJT管Q2的基极电流从本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自激式BJT型无桥Boost PFC整流电路，其特征在于：包括输入电容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和用于通过端口a控制NPN型BJT管Q1的基极电流从而实现对NPN型BJT管Q1工作状态的控制以及通过端口b控制NPN型BJT管Q2的基极电流从而实现对NPN型BJT管Q2工作状态的控制的受控电流源组M1，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M1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M1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。...

【技术特征摘要】
1.一种自激式BJT型无桥BoostPFC整流电路，其特征在于：包括输入电容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和用于通过端口a控制NPN型BJT管Q1的基极电流从而实现对NPN型BJT管Q1工作状态的控制以及通过端口b控制NPN型BJT管Q2的基极电流从而实现对NPN型BJT管Q2工作状态的控制的受控电流源组M1，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M1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M1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...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈怡，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33