一种交流‑直流变换电路控制方法及其电路技术

本发明专利技术公开一种交流‑直流变换电路的控制方法，所述电路具有正激和反激两种工作模式，且包括至少两个逆变开关管和原边输入滤波电容，其中一个逆变开关管工作在逆变状态时另一个工作在箝位状态；逆变开关管和原边输入滤波电容构成箝位谐振电路，原边输入滤波电容根据工作时段作为输入滤波电容或箝位电容使用；在低于电压阈值且输入电压即将由负值或者正值转向零点附近的一定区域，给工作在逆变状态的主管施加一个高频的PWM信号，同时给工作在箝位状态的箝位管一个近似互补的PWM信号。通过该控制方法，箝位电容的能量可通过反向谐振的时候释放到输出侧，避免出现无法提供电流，有效提高电路的稳定可靠性。

A AC DC converter control method and circuit

The invention discloses a method for controlling AC DC converter circuit, the circuit has forward and flyback two working modes, and includes at least two inverter switch and the primary input filter capacitor, one inverter switches in the inverter working state of another work in the clamped state; inverter the switch and the primary input filtering capacitance clamped resonant circuit, the primary input filter capacitor according to the working hours as the input filter capacitor or clamped capacitor; below the voltage threshold and the input voltage is negative or positive to a certain region by near zero, PWM signal is applied to a high frequency inverter to work in state of charge at the same time, to work in the clamped clamped pipe an approximate complementary PWM signal. Through the control method, the energy of clamp capacitor can be released to the output side through the reverse resonance, so that the current can not be avoided, and the stability and reliability of the circuit can be effectively improved.

【技术实现步骤摘要】
一种交流-直流变换电路控制方法及其电路
本专利技术涉及开关电源，尤其涉及一种交流-直流变换电路控制方法及其电路。
技术介绍
属于软开关技术的单级功率因数(PowerFactor，简称PF)矫正器、有源箝位反激、有源箝位正激及其改进方案已经在电源中广泛运用，中国专利文献CN103812359B公开了一种单相或多相交流输入单级高功率因数宽范围交流-直流变换电路，利用交流输入正负半周的开关工作状态差异，复用负(正)端逆变开关管及负(正)端输入滤波电容，实现箝位开关管以及箝位电容的功能，减少整流回路中的二极管损耗，实现正(负)端逆变开关管的软开关，降低原边开关管及副边整流二极管的电压应力和开关损耗。但由于该电路的输入电压在转向零点附近时，因原边输入滤波电容有累积的箝位吸收电压，使得在交流换相时，输入为零，无法提供电流。另外，当其电路输入连接到多个相位输入的交流源时，由于相位的不同，其输出组的电容电压波动范围幅值较大。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提出一种交流-直流变换电路控制方法及其电路，其能有效提高电路的稳定可靠性且减少输出滤波电容电压上的纹波幅值。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种交流-直流变换电路的控制方法：电路具有正激和反激两种工作模式，包括至少两个逆变开关管和至少两个原边输入滤波电容；任一个逆变开关管根据工作时段作为主管或箝位管使用，其中一个逆变开关管工作在逆变状态时另一个工作在箝位状态；所述逆变开关管和原边输入滤波电容构成箝位谐振电路，任一个原边输入滤波电容根据工作时段作为输入滤波电容或箝位电容使用，原边输入滤波电容在逆变开关管关断时与电路中的隔离变压器的漏感产生谐振，使箝位管和主管获得零电压切换，通过谐振将隔离变压器漏感的能量传递到隔离变压器副边；所述电路中的箝位谐振电路在低于电压阈值且输入电压即将由负值或者正值转向零点附近的一定区域，给工作在逆变状态的主管施加一个高频的PWM信号，同时给工作在箝位状态的箝位管一个近似互补的PWM电压，从而快速泄放箝位电容电压。优选地，所述电路中的箝位谐振电路在交流整流的全周期采用以下三种控制方式：在低于设定电压阈值的低压阶段不发驱动信号，在不低于设定电压阈值的高压阶段才发驱动信号以进行箝位电流的反向谐振；且当低于电压阈值时候，且在输入电压即将由负值或者正值转向零点附近的一定区域，恢复箝位管的PWM信号，与主管的PWM形成互补，快速泄放箝位电容电压。优选地，所述逆变开关管的工作状态被控制开通或关断以使输入电流与输入电压的基波一致，从而实现高输入功率因数校正。本专利技术还提供一种控制电路，包括信号处理器、存储器以及一个或多个程序，其中所述一个或多个程序被存储在所述存储器中，并且被配置成由所述信号处理器执行，所述程序包括用于执行如上所述的方法。本专利技术还提供一种交流-直流变换电路，所述电路包括：输入整流电路、原边输入滤波电容、原边逆变电路、驱动电路、隔离变压器、副边整流电路、副边输出滤波电容和控制电路；所述输入整流电路连接交流输入端；所述原边输入滤波电容包括两个输入高频滤波电容，两个输入高频滤波电容的相反端分别与所述输入整流电路的正端及负端连接；所述原边逆变电路包括第一和第二逆变开关管，所述第一和第二逆变开关管分别与所述输入整流电路的正端和负端连接，所述隔离变压器原边绕组的一端与第一、第二逆变开关管串联，所述隔离变压器原边绕组的另一端与原边输入滤波电容的中间点连接；所述原边逆变电路与原边输入滤波电容也构成回路，形成箝位谐振电路，所述逆变开关管工作在零电压切换状态；所述驱动电路连接所述原边逆变电路；所述隔离变压器副边绕组的两端分别与副边整流电路、副边输出滤波电容的两端连接；所述控制电路包含如上所述的控制电路。优选地，所述输入整流电路包括第一和第二输入整流二极管，所述第一输入整流二极管的阳极和所述第二输入整流二极管的阴极连接交流输入端。优选地，所述副边整流电路包括：副边倍压整流电路和副边全桥整流电路。进一步地优选，所述副边倍压整流电路包括：第三、第四二极管和第三、第四电容；所述第三二极管的阴极与所述第四二极管的阳极及所述隔离变压器副边绕组的其中一输出端相连，所述第四二极管的阴极与电源的输出正端以及所述副边输出滤波电容的一端连接，所述第三二极管的阳极与电源的输出负端以及所述副边输出滤波电容的另一端相连；所述第三和第四电容串联，所述隔离变压器副边绕组的另一个输出端与第三至第四电容的中间点连接，所述第三电容连接电源的输出正端，所述第四电容连接电源的输出负端。更进一步地优选，所述第三、第四电容是两个串联的无极电容或者有极性电容，且在为有极性电容的情况下，所述第三电容的正极接电源的输出正端，所述第四电容的负极接电源的输出负端。进一步地优选，所述副边全桥整流电路包括：第三、第四、第五和第六二极管，所述第三二极管的阴极与所述第四二极管的阳极及所述隔离变压器副边绕组的其中一输出端相连，所述第四二极管的阴极与电源的输出正端以及所述副边输出滤波电容的一端连接，所述第三二极管的阳极与电源的输出负端以及所述副边输出滤波电容的另一端相连；所述第五和第六二极管串联，所述隔离变压器副边绕组的另一个输出端与第五至第六二极管的中间点连接，所述第六二极管的阴极连接电源的输出正端，所述第五二极管的阳极连接电源的输出负端。优选地，所述隔离变压器是磁芯是开有气隙的隔离变压器或原边串联有谐振电感的隔离变压器或副边串联有储能电感的隔离变压器。优选地，所述隔离变压器是正激工作线圈与反激工作线圈复用的单个副边绕组的变压器。优选地，如上所述的交流-直流变换电路作为子电路连接到具有2个、3个或者更多个相位输入的交流源的不同相位输入。进一步地优选，各交流源有输入零线且各交流-直流变换电路的原边输入滤波电容的中点都连接至所述输入零线；或者，各交流源无输入零线且各交流-直流变换电路的原边输入滤波电容的中间点连接同一点。进一步地优选，各交流-直流变换电路中隔离变压器副边绕组的一端连接同一点，优选为隔离变压器副边绕组的同名端连接在一起。本专利技术的有益效果：通过电路中的箝位谐振电路在低于电压阈值且输入电压即将由负值或者正值转向零点附近的一定区域，给工作在逆变状态的主管施加一个高频的PWM信号，同时给工作在箝位状态的箝位管一个近似互补的PWM电压；使箝位电容的能量可以通过反向谐振的时候释放到输出侧，避免出现输入无法导通和提供电流，电路工作于反激模式，有效提高电路的稳定可靠性。附图说明图1为本专利技术实施例一中的交流-直流变换电路的电路图。图2为图1所示电路的变压器等效结构示意图。图3为现有电路中的开关管驱动时序图。图4为本专利技术的电路开关管驱动时序图。图5为本专利技术实施例二的三相四线倍压整流电路的电路图。图6为图5所示变换电路的拓扑连接发生图。图7为本专利技术实施例二的三相三线倍压整流电路的电路图。图8为本专利技术实施例三的三相四线倍压整流电路的电路图。图9为图8所示变换电路的拓扑连接发生图。图10为本专利技术实施例三的三相三线倍压整流电路的电路图。图11为本专利技术实施例三的三相四线全桥整流电路的电路图。图12为本专利技术实施例三的三相三线全桥整流电路的电路图。具体实施方式下面结合具体实施方式并对照附图对本专利技术作进一步详细说明，应该强调的是，下述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种交流‑直流变换电路的控制方法，所述电路具有正激和反激两种工作模式，包括至少两个逆变开关管和原边输入滤波电容；任一个逆变开关管根据工作时段作为主管或箝位管使用，其中一个逆变开关管工作在逆变状态时另一个工作在箝位状态；所述逆变开关管和原边输入滤波电容构成箝位谐振电路，任一个原边输入滤波电容根据工作时段作为输入滤波电容或箝位电容使用，原边输入滤波电容在逆变开关管关断时与电路中的隔离变压器的漏感产生谐振，使箝位管和主管获得零电压切换，通过谐振将隔离变压器漏感的能量传递到隔离变压器副边；其特征在于，在所述电路中的箝位谐振电路中，在低于电压阈值且输入电压即将由负值或者正值转向零点附近的一定区域，工作在逆变状态的主管被施加一个高频的PWM信号，同时工作在箝位状态的箝位管被施加一个近似互补的PWM信号，从而快速泄放箝位电容电压。

【技术特征摘要】
1.一种交流-直流变换电路的控制方法，所述电路具有正激和反激两种工作模式，包括至少两个逆变开关管和原边输入滤波电容；任一个逆变开关管根据工作时段作为主管或箝位管使用，其中一个逆变开关管工作在逆变状态时另一个工作在箝位状态；所述逆变开关管和原边输入滤波电容构成箝位谐振电路，任一个原边输入滤波电容根据工作时段作为输入滤波电容或箝位电容使用，原边输入滤波电容在逆变开关管关断时与电路中的隔离变压器的漏感产生谐振，使箝位管和主管获得零电压切换，通过谐振将隔离变压器漏感的能量传递到隔离变压器副边；其特征在于，在所述电路中的箝位谐振电路中，在低于电压阈值且输入电压即将由负值或者正值转向零点附近的一定区域，工作在逆变状态的主管被施加一个高频的PWM信号，同时工作在箝位状态的箝位管被施加一个近似互补的PWM信号，从而快速泄放箝位电容电压。2.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述电路中的箝位谐振电路在交流整流的全周期受到以下三种控制：在低于设定电压阈值的低压阶段不发驱动信号，在不低于设定电压阈值的高压阶段才发驱动信号以进行箝位电流的反向谐振；当低于电压阈值且在输入电压即将由负值或者正值转向零点附近的一定区域，恢复箝位管的PWM信号，与主管的PWM形成互补，快速泄放箝位电容电压。3.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，控制所述逆变开关管的工作状态以使输入电流与输入电压的基波一致，从而实现高输入功率因数校正。4.一种控制电路，包括信号处理器、存储器以及一个或多个程序，其中所述一个或多个程序被存储在所述存储器中，同时被配置成由所述信号处理器执行并产生控制信号用于执行如权利要求1-3任一项所述的方法。5.一种交流-直流变换电路，其特征在于，所述电路包括：输入整流电路、原边输入滤波电容、原边逆变电路、驱动电路、隔离变压器、副边整流电路、副边输出滤波电容和控制电路；所述输入整流电路连接交流输入端；所述原边输入滤波电容包括两个输入高频滤波电容，两个输入高频滤波电容的相反端分别与所述输入整流电路的正端及负端连接；所述原边逆变电路包括第一和第二逆变开关管，所述第一和第二逆变开关管分别与所述输入整流电路的正端和负端连接，所述隔离变压器原边绕组的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：李伦全，于加兴，郑车晓，
申请(专利权)人：深圳市保益新能电气有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44