一种PFC转换器及其控制方法技术

本发明专利技术属于电源装置领域，尤其涉及一种PFC转换器及其控制方法。本发明专利技术提供的PFC转换器，包括整流桥、电感、二极管、输入电压、电流和输出电压检测电路以及控制电路、驱动电路和第一开关管单元和第二开关管单元，第一开关管单元和第二开关管单元分别采用IGBT和MOSFET并联的拓扑结构。在控制方法中，使MOSFET先于IGBT导通、落后于IGBT关断,这种方法利用IGBT导通损耗低、MOSFET的开通与关断损耗低的特性，兼顾了两者优点，克服了两者不足，使IGBT具有零电压开通的软开关特性和小电流关断的近似软开关特性，提高了功率密度，降低了开关损耗，提高了PFC电路的效率。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术属于电源装置领域，尤其涉及一种PFC转换器及其控制方法。本专利技术提供的PFC转换器，包括整流桥、电感、二极管、输入电压、电流和输出电压检测电路以及控制电路、驱动电路和第一开关管单元和第二开关管单元，第一开关管单元和第二开关管单元分别采用IGBT和MOSFET并联的拓扑结构。在控制方法中，使MOSFET先于IGBT导通、落后于IGBT关断,这种方法利用IGBT导通损耗低、MOSFET的开通与关断损耗低的特性，兼顾了两者优点，克服了两者不足，使IGBT具有零电压开通的软开关特性和小电流关断的近似软开关特性，提高了功率密度，降低了开关损耗，提高了PFC电路的效率。【专利说明】一种PFC转换器及其控制方法
本专利技术属于电源装置领域，尤其涉及一种PFC转换器及其控制方法。
技术介绍
空调器等电力电子设备在其内部都有把交流电压转换成直流电压的整流电路，以 此形成直流电源，再把电力供到各电子电路中。这些整流电路大多数为电容输入型，其输入 电流只在峰值电压波形附近流通、并呈脉冲状电流波形，从而产生出不同程度的谐波。谐波 的出现会导致电压波形出现畸变、进相电容异常发热及电机或变压器的噪音增大、受电设 备的容量降低等问题。另一方面，在交流电路中，电压与电流之间的相位差（Φ)的余弦叫 做功率因数，功率因数越高，系统利用能量的效率越好。在一般的非纯电阻电路中，功率因 数都小于1，原因是由于电路中电感和电容的存在，使得交流电压与交流电流之间的相位差 不等于零。 为了提高功率因数、降低输入电流谐波含量，在电力电子设备中大多采用PFC (Power Factor Correction,功率因素校正）电路进行调节，使输入电流的波形和电网电压 的波形吻合，也即通过PFC电路来控制输入电流，使输入电流的波形"正弦化"。在现有的 PFC电路中，开关管一般采用IGBT，而且为了减小电感的体积，提高系统的功率密度，PFC电 路的开关频率一般都比较高，而IGBT的开关损耗也随着开关频率的升高而增大，这样就降 低了 PFC电路的转换效率。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种PFC转换器及其控制方法， 以提1?系统的功率密度，降低系统的损耗，提1?系统的整体效能。 为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为： 一方面，本专利技术提供的PFC转换器包括： -种PFC转换器，包括整流桥B1、电感L1、二极管D1、输入电压检测电路、输入电流 检测电路和输出电压检测电路，所述整流桥B1的两个输入端分别接交流电的火线和零线， 所述整流桥B1的正极输出端接所述电感L1的第一端，所述整流桥B1的负极输出端接所述 输入电流检测电路的第一端，所述输入电流检测电路的第二端接直流母线的负极端，所述 输入电压检测电路连接在所述整流桥B1的正、负极输出端之间，所述电感L1的第二端接所 述二极管D1的阳极，所述二极管D1的阴极接直流母线的正极端，所述输出电压检测电路连 接在直流母线的正、负极端之间，作为改进，所述PFC转换器还包括 ： 分别与所述输入电压检测电路的输出端、输入电流检测电路的输出端和输出电压 检测电路的输出端相连的控制电路；以及 与所述控制电路的PWM控制信号输出端相连、用以驱动第一开关管单元VT1和第 二开关管单元VT2的驱动电路； 其中，所述第一开关管单元VT1和所述第二开关管单元VT2并联在所述电感L1的 第二端与直流母线的负极端之间，所述第一开关管单元VT1采用IGBT开关管，所述第二开 关管单元VT2采用MOSFET开关管；所述第一开关管单元VT1的集电极和所述第二开关管单 元VT2的漏极共接在所述电感L1的第二端，所述第一开关管单元VT1的发射极和所述第二 开关管单元VT2的源极共接在所述直流母线的负极端，所述第一开关管单元VT1的栅极和 所述第二开关管单元VT2的栅极分别接所述驱动电路的第一输出端和第二输出端。 另一方面，基于上述PFC转换器的控制方法为： 控制电路根据从所述输入电压检测电路、输入电流检测电路和输出电压检测电路 获取的电压、电流信号，输出PWM控制信号控制所述第一开关管单元VT1和第二开关管单元 VT2的通断； 并且，在每个PWM控制信号的周期内，所述第二开关管单元VT2先于所述第一开关 管单元VT1导通、而落后于所述第一开关管单元VT1关断。 本专利技术提供的PFC转换器，包括整流桥B1、电感L1、二极管D1、输入电压检测电路、 输入电流检测电路、输出电压检测电路以及控制电路、驱动电路和第一开关管单元VT1和 第二开关管单元VT2,第一开关管单元VT1和第二开关管单元VT2分别采用IGBT和MOSFET 并联的拓扑结构。在控制方法中，使第二开关管单元VT2的MOSFET先于第一开关管单元 VT1的IGBT导通、落后于第一开关管单元VT1的IGBT关断，MOSFET为IGBT创造零电压开 通（ZVS)和接近零电流关断（ZCS)的软开关工作条件，从而大大降低了 IGBT的开关损耗； MOSFET全部导通后又为IGBT提供导通电流分流的通道，整体上降低了开关管的导通损耗。 这种方法利用IGBT导通损耗低、功率MOSFET的开通与关断损耗低的特性，兼顾了两者的优 点，克服了两者的不足，使IGBT具有零电压开通的软开关特性和小电流关断的近似软开关 特性，提高了功率密度，降低了开关损耗，提高了 PFC电路的效率。 【专利附图】【附图说明】 图1是本专利技术第一实施例提供的PFC转换器的结构图； 图2是本专利技术第二实施例提供的PFC转换器的结构图； 图3是本专利技术第三实施例提供的PFC转换器的结构图； 图4是本专利技术第四实施例提供的PFC转换器中驱动电路的结构示意图； 图5是本专利技术第五实施例提供的图4驱动电路产生的栅级驱动的PWM控制信号波 形图。 【具体实施方式】 为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对 本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并 不用于限定本专利技术。 图1是本专利技术第一实施例提供的PFC转换器的结构图；为了便于说明，仅示出了与 本实施例相关的部分，如图所示： -种PFC转换器，包括整流桥B1、电感L1、二极管D1、输入电压检测电路10、输入 电流检测电路20、输出电压检测电路30,控制电路40、驱动电路50及第一开关管单元VT1、 第二开关管单元VT2; 整流桥B1的两个输入端分别接交流电Vac的火线和零线，整流桥B1的正极输出 端接电感L1的第一端，整流桥B1的负极输出端接输入电流检测电路20的第一端，输入电 流检测电路20的第二端接直流母线的负极端VDC-，输入电压检测电路10连接在整流桥B1 的正、负极输出端之间，电感L1的第二端接二极管D1的阳极，二极管D1的阴极接直流母线 的正极端VDC+，输出电压检测电路30连接在直流母线的正极端VDC+与负极端VDC-之间； 控制电路40分别与输入电压检测电路10的输出端、输入电流检测电路20的输出端和输出 电压检测电路30的输出端相连，驱动电路50与控制电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种PFC转换器，包括整流桥B1、电感L1、二极管D1、输入电压检测电路、输入电流检测电路和输出电压检测电路，所述整流桥B1的两个输入端分别接交流电的火线和零线，所述整流桥B1的正极输出端接所述电感L1的第一端，所述整流桥B1的负极输出端接所述输入电流检测电路的第一端，所述输入电流检测电路的第二端接直流母线的负极端，所述输入电压检测电路连接在所述整流桥B1的正、负极输出端之间，所述电感L1的第二端接所述二极管D1的阳极，所述二极管D1的阴极接直流母线的正极端，所述输出电压检测电路连接在直流母线的正、负极端之间，其特征在于，所述PFC转换器还包括：分别与所述输入电压检测电路的输出端、输入电流检测电路的输出端和输出电压检测电路的输出端相连的控制电路；以及与所述控制电路的PWM控制信号输出端相连、用以驱动第一开关管单元VT1和第二开关管单元VT2的驱动电路；其中，所述第一开关管单元VT1和所述第二开关管单元VT2并联在所述电感L1的第二端与直流母线的负极端之间，所述第一开关管单元VT1采用IGBT开关管，所述第二开关管单元VT2采用MOSFET开关管；所述第一开关管单元VT1的集电极和所述第二开关管单元VT2的漏极共接在所述电感L1的第二端，所述第一开关管单元VT1的发射极和所述第二开关管单元VT2的源极共接在所述直流母线的负极端，所述第一开关管单元VT1的栅极和所述第二开关管单元VT2的栅极分别接所述驱动电路的第一输出端和第二输出端。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：韩军良，
申请(专利权)人：广东美的制冷设备有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44