一种升压型PFC变换器的软开关控制电路制造技术

本发明专利技术公开了一种升压型PFC变换器的软开关控制电路，升压型PFC变换器为三相六开关升压型PFC变换器，其包括六个主开关管和一个辅开关管，控制电路包括主开关控制电路，用于通过单周期控制算法输出主开关管的驱动信号，以驱动其中两个主开关管；时钟电路，用于提供复位信号给主开关控制电路，以控制主开关控制电路对主开关管的控制，进一步的，时钟电路还输出辅开关管的驱动信号，以对辅开关管进行控制。因此，本发明专利技术能够降低成本，并且控制简单，技术极易推广。

【技术实现步骤摘要】
一种升压型PFC变换器的软开关控制电路
本专利技术涉及电力电子
，特别是涉及一种升压型PFC变换器的软开关控制电路。
技术介绍
三相六开关Boost(升压型)型PFC(PowerFactorCorrection，功率因数校正)变换器工作在电流连续模式下，因此输入电感电流和开关电流应力比较小，开关器件的电压应力小，变换器效率较高，三相六管Boost型PFC变换器具有输入电流波形质量好，输出电压稳定的优点，其主要拓扑如图1所示，其包括三个桥臂，每一桥臂包括一个电感、两个开关管以及与开关管并联的二极管，在输出端设置一电容和电阻。但是图1中的开关管的硬开关与二极管的反向恢复电流带来很多问题，限制了变换器开关频率的提高，产生很大的电磁干扰等。现有技术中，为了解决上述问题，在图1的电路上加入一些辅助电路，实现开关管的软开关工作同时抑制二极管的反向恢复问题。如图2所示为基于复合有源箝位ZVS三相Boost型PFC变换器，其由于结构简单而具有一定的优势。如图2所示，其加入了辅助开关管S7及与之电连接的电容、二极管以及电感。当前，对图2所示的变换器是通过改进的空间矢量调制方法来实现，该改进型空间矢量调制方法把一个工频输入周期分成12个扇区，也就是把传统的空间矢量调制方法分成6个扇区中的每一个扇区再分成两个，形成12个。在按照空间矢量调制的方法给出两个基本矢量和零矢量，通过控制三个矢量的时间来实现调制，从而实现三相输入电流矢量按照一个圆轨迹进行旋转。现有技术的控制方法存在以下缺点：1、通过改进的SVM空间矢量调制方法来实现三相Boost型PFC变换器控制算法复杂。2、通过智能芯片(DSP、MCU)来实现，需要各种外围资源配合程序的开发来实现，开发周期长。3、控制器的成本高。4、相关理论比较抽象，晦涩。5、技术不易普及推广。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是提供一种升压型PFC变换器的软开关控制电路，能够降低成本，并且控制简单，技术极易推广。为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是：提供一种升压型PFC变换器的软开关控制电路，所述升压型PFC变换器为三相六开关变换器，其包括六个主开关管和一个辅开关管，该控制电路包括：主开关控制电路，用于通过单周期控制算法输出主开关管的驱动信号，以驱动其中两个主开关管；时钟电路，用于提供复位信号给所述主开关控制电路，以控制所述主开关控制电路对所述主开关管的控制，进一步的，所述时钟电路还输出辅开关管的驱动信号，以对所述辅开关管进行控制。其中，时钟电路包括第一控制单元和第二控制单元，其中：所述第一控制单元包括第一支路和第二支路，其中，所述第一支路接收时钟信号，并根据所述时钟信号输出所述辅开关管的驱动信号，所述第二支路接收时钟信号，并根据所述时钟信号输出复位初始信号；所述第二控制单元接收所述复位初始信号，并根据所述复位初始信号输出复位信号。其中，时钟信号和所述驱动信号互为反向信号。其中，第一支路包括一非门电路，所述非门电路的输入端接收所述时钟信号，输出端对所述时钟信号进行反向，得到所述驱动信号。其中，第二支路包括电阻、电容以及与门电路，其中：所述电阻的一端接收所述时钟信号，另一端电连接所述电容的一端以及所述与门电路的一输入端；所述电容的另一端接地；所述与门电路的另一输入端接收所述时钟信号，所述与门电路的输出端输出复位初始信号。其中，根据所述变换器的桥臂电压的谐振时间来设置所述驱动信号与所述复位信号的时间。其中，第一控制单元在输出所述驱动信号来驱动所述辅开关管关闭后，在所述桥臂电压谐振到零时，第二控制单元再输出所述复位信号驱动所述桥臂的主开关管。其中，时钟信号的频率与所述复位信号的频率相同，复位信号与时钟信号相比，复位信号的上升沿往后有一个时移，下降沿往前有一个时移，改变了占空比。其中，时钟信号的占空比大于10％，复位信号的占空比小于5％。其中，第二控制单元包括第一与门电路和第二与门电路、一个非门电路、一个电阻以及一个电容，其中：所述电阻的一端接收所述复位初始信号，所述电阻的另一端电连接所述电容的一端以及所述第一与门电路的其中一输入端；所述电容的另一端接地；所述第一与门电路的另一输入端接收所述复位初始信号，输出端电连接所述非门电路的输入端；所述第二与门电路的一输入端接收所述复位初始信号，另一输入端与所述非门电路的输出端电连接，所述第二与门电路的输出端输出所述复位信号。本专利技术的有益效果是：区别于现有技术的情况，本专利技术提供一种升压型PFC变换器的软开关控制电路，升压型PFC变换器为三相六开关升压型PFC变换器，其包括六个主开关管和一个辅开关管，控制电路包括主开关控制电路，用于通过单周期控制算法输出主开关管的驱动信号，以驱动其中两个主开关管；时钟电路，用于提供复位信号给所述主开关控制电路，以控制所述主开关控制电路对所述主开关管的控制，进一步的，所述时钟电路还输出辅开关管的驱动信号，以对所述辅开关管进行控制。因此，本专利技术能够降低成本，并且控制简单，技术极易推广。附图说明图1是现有技术的变换器的结构示意图；图2是具有软开关功能的三相六开关升压型PFC变换器的结构示意图；图3是本专利技术实施例提供的一种升压型PFC变换器的软开关控制电路的结构示意图；图4是图3所示的辅开关管控制电路的结构示意图；图5是输入相电压和输入相电流的波形图；图6是主开关管与辅助开关管的ZVS的波形图。具体实施方式请参阅图2和图3，图2是具有软开关功能的三相六开关升压型PFC变换器的结构示意图，图3是本专利技术实施例提供的一种升压型PFC变换器的软开关控制电路的结构示意图。首先如图2所示，具有软开关功能的三相六开关升压型PFC变换器包括三个并联的桥臂电路21－23以及一个辅助电路24。其中，辅助电路24设置在桥臂电路与输出端之间。每一个桥臂电路包括一电感、两个开关管、两个二极管以及两个电容。如桥臂电路21包括电感La、开关管S1和S2、二极管V1和V2以及电容C1和C2。其中，电感La的一端接收电压信号Va、另一端分别电连接开关管S1的发射机以及开关管S2的集电极。开关管S1和S2的基极分别接收驱动信号A1和A2，开关管S1的集电极电连接桥臂电路22和23以及辅助电路24。开关管S2的发射极电连接桥臂电路22和23。二极管V1和V2分别与开关管S1和S2并联，电容C1和C2分别与开关管S1和S2并联。同理，其他桥臂电路22和23的连接方式如桥臂电路21的相同，在此不再赘述。在桥臂电路和输出端之间设置辅助电路24。辅助电路24包括电感Lr、电容Cr和C7、二极管V7以及开关管S7。其中，电感Lr一端与桥臂电路电连接，另一端与输出端电连接，开关管S7的发射机和集电极分别与桥臂电路和电容Cr的一端电连接，基极接收驱动信号A7。电容Cr的另一端与输出端电连接。电容C7和二极管V7分别与开关管S7并联。其中，开关管S1－S6为主开关管，开关管S7为辅开关管。再如图3所示，控制电路30包括主开关控制电路31以及时钟电路32。其中，主开关控制电路31用于通过单周期控制算法输出主开关管的驱动信号，以驱动其中两个主开关管。时钟电路32用于提供复位信号给主开关控制电路31，以控制主开关控制电路31对主开关管的控制，进一步的，时钟电路32进一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种升压型PFC变换器的软开关控制电路，所述升压型PFC变换器为三相六开关升压型PFC变换器，其包括六个主开关管和一个辅开关管，其特征在于，所述控制电路包括：主开关控制电路，用于通过单周期控制算法输出主开关管的驱动信号，以驱动其中两个主开关管；时钟电路，用于提供复位信号给所述主开关控制电路，以控制所述主开关控制电路对所述主开关管的控制，进一步的，所述时钟电路还输出辅开关管的驱动信号，以对所述辅开关管进行控制。

【技术特征摘要】
1.一种升压型PFC变换器的软开关控制电路，所述升压型PFC变换器为三相六开关升压型PFC变换器，其包括六个主开关管和一个辅开关管，其特征在于，所述控制电路包括：主开关控制电路，用于通过单周期控制算法输出主开关管的驱动信号，以驱动其中两个主开关管；时钟电路，用于提供复位信号给所述主开关控制电路，以控制所述主开关控制电路对所述主开关管的控制，进一步的，所述时钟电路还输出辅开关管的驱动信号，以对所述辅开关管进行控制。2.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述时钟电路包括第一控制单元和第二控制单元，其中：所述第一控制单元包括第一支路和第二支路，其中，所述第一支路接收时钟信号，并根据所述时钟信号输出所述辅开关管的驱动信号，所述第二支路接收时钟信号，并根据所述时钟信号输出复位初始信号；所述第二控制单元接收所述复位初始信号，并根据所述复位初始信号输出复位信号。3.根据权利要求2所述的控制电路，其特征在于，所述时钟信号和所述驱动信号互为反向信号。4.根据权利要求2或3所述的控制电路，其特征在于，第一支路包括一非门电路，所述非门电路的输入端接收所述时钟信号，输出端对所述时钟信号进行反向，得到所述驱动信号。5.根据权利要求2或3所述的控制电路，其特征在于，所述第二支路包括电阻、电容以及与门电路，其中：所述电阻的一端接收所述时钟信号，另一端电连接所述电容的一端以及所述与门电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：真齐辉，底青云，杨全民，
申请(专利权)人：中国科学院地质与地球物理研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11