一种并充串放型高倍升压电路及其控制方法技术

本发明专利技术公开了一种并充串放型高倍升压电路及其控制方法，该电路包括：依次连接的整流电路、升压电路以及储能电路；升压电路包括多个，连接方式为并充串放。该方法包括：当多个升压电路的升压电感感值相同时，控制功率开关同时导通，实现并联充电；控制功率开关同时关断，实现串联放电；当多个升压电路的升压电感感值不同时，感值最大的升压电感对应的升压电路所对应的功率开关的占空比最大，控制其在开关周期开始时就发送脉冲；感值最小的升压电感对应的升压电路所对应的功率开关的占空比最小，控制其从开关周期开始延时预设时间后发送脉冲；控制功率开关同时关断，实现串联放电。通过本发明专利技术，既有可扩充高倍升压能力，又有高功率因数校正能力。

【技术实现步骤摘要】
一种并充串放型高倍升压电路及其控制方法
本专利技术涉及电力电子
，特别涉及一种并充串放型高倍升压电路及其控制方法。
技术介绍
具有功率因数校正功能的单相AC-DC变换器包括：(1)四象限单相PWM整流器；(2)各种单象限单相功率功率因数校正器，其后级电路为升压型DC-DC电路。由于单相交流电压供电，这两种AC-DC变换器的升压能力很有限，一般不会超过网压峰值的2～3倍。DC-DC升压电路包括两类：(1)电气耦合型，即BOOSTDC-DC电路；(2)电气隔离型，即前级DC-AC变换器，中级为高频隔离变压器，后级AC-DC变换器；前者升压能力为4～5倍，后者升压能力依赖于隔离变压器的变比。此外还具有非常多的各式各样的复合升压电路，如单级DC-DC升压电路输出串联、倍压整流电路、多级递推整流电路与逆变谐振整流电路，这些电路都具有较高的升压能力，但是电路结构复杂和控制复杂，而且某些复合升压电路不能设计成高功率因数AC-DC变换器。在2018年第13届IEEEConferenceonIndustrialElectronicsandApplications(ICIEA2018)论文集中，王发强等人提出了一种开关电感型(Switched-inductor)功率因数校正电路(PFC)，包括两只储能支路和一个续流支路，采取电感并联充电和串联放电(并充串放)原理，具有元件数量少、无需升压变压器、电压增益高和网侧单位功率因数的特点，但是缺点也非常明显，包括升压能力有限、难以扩充、输出直流电源的地与整流电路的地不共地等问题。文中只涉及电感断续导电模式(DCM)，没有涉及电感连续导电模式(CCM)，而且没有给出两只电感的感值不等情况下会出现问题及其解决方案。因此，急需设计一种新型的高倍升压AC-DC电路，使之既具有可扩充高倍升压能力，又具有高功率因数校正能力。
技术实现思路
本专利技术针对上述现有技术中存在的问题，提出一种并充串放型高倍升压电路及其控制方法，既具有可扩充高倍升压能力，又具有高功率因数校正能力。为解决上述技术问题，本专利技术是通过如下技术方案实现的：本专利技术提供一种并充串放型高倍升压电路，其包括：依次连接的整流电路、升压电路以及储能电路；其中，所述升压电路包括多个，多个所述升压电路之间的连接方式为并充串放型。较佳地，所述升压电路包括三个，分别为：第一升压电路、第二升压电路以及第三升压电路。较佳地，所述第一升压电路包括：第一升压电感、第一功率开关、第二功率开关以及第五二极管；其中，所述第一升压电感的一端与所述第二功率开关的源极相连后与所述整流电路的输出正极相连；所述第一升压电感的另一端与所述第一功率开关的漏极以及所述第五二极管的阳极相连；所述第二功率开关的漏极与所述第五二极管的阴极相连形成所述第一升压电路的输出正极；所述第一功率开关的源极与所述整流电路的输出负极相连；进一步地，所述第二升压电路包括：第二升压电感、第三功率开关、第四功率开关以及第六二极管；所述第二升压电感的一端与所述第四功率开关的源极相连后与所述第一升压电路的输出正极相连；所述第二升压电感的另一端与所述第三功率开关的漏极以及所述第六二极管的阳极相连；所述第四功率开关的漏极与所述第六二极管的阴极相连形成所述第二升压电路的输出正极；所述第三功率开关的源极与所述整流电路的输出负极相连；进一步地，所述第三升压电路包括：第三升压电感、第五功率开关、第七二极管以及第八二极管；所述第三升压电感的一端与所述第八二极管的阳极相连后与所述第二升压电路的输出正极相连；所述第三升压电感的另一端与所述第五功率开关的漏极以及所述第七二极管的阳极相连；所述第七二极管的阴极与所述第八二极管的阴极相连后形成所述第三升压电路的输出正极；所述第五功率开关的源极与所述整流电路的输出负极相连。较佳地，所述整流电路为带有LC滤波的二极管整流桥。较佳地，所述整流电路包括：滤波电感、滤波电容、第一二极管、第二二极管、第三二极管以及第四二极管；其中，所述滤波电感的一端与单相交流电源的火线相连，另一端与所述第一二极管的阳极以及第二二极管的阴极相连；所述第一二极管的阴极与所述第三二极管的阴极以及所述滤波电容的一端相连后，形成整流电路的输出正极；所述第三二极管的阳极与所述第四二极管的阴极相连后与所述单相交流电源的零线相连；所述第四二极管的阳极与所述第二二极管的阳极以及所述滤波电容的另一端相连后，形成整流电路的输出负极。较佳地，所述储能电路包括：储能电容以及储能电阻，其中，所述储能电容的一端与所述储能电阻的一端相连后与所述升压电路的输出正极相连，形成直流输出的正极；所述储能电容的另一端与所述储能电阻的另一端相连后与所述整流电路的输出负极相连，形成直流输出的负极。本专利技术还提供一种并充串放型高倍升压电路的控制方法，用于上述所述的并充串放型高倍升压电路的控制方法；当多个所述升压电路的升压电感的感值相同时，包括以下步骤：S811：控制多个所述升压电路的功率开关同时导通，实现并联充电；S812：控制多个所述升压电路的功率开关同时关断，实现串联放电；当多个所述升压电路的升压电感的感值不同时，包括以下步骤：S821：感值最大的升压电感对应的升压电路所对应的功率开关的占空比最大，控制其在开关周期开始时就发送脉冲；S822：感值较小的升压电感对应的升压电路所对应的功率开关的占空比较小，控制其从开关周期开始延时预设时间后发送脉冲；S823：控制多个所述升压电路的功率开关同时关断，实现串联放电。相较于现有技术，本专利技术具有以下优点：(1)本专利技术提供的并充串放型高倍升压电路及其控制方法，通过升压电路采用并充串放原理，具有高倍升压能力，其中升压电感电流可以采取CCM、DCM以及临界导电模式(CRM)，适用范围广；(2)本专利技术提供的并充串放型高倍升压电路及其控制方法，通过电压外环和电流内环的双闭环控制结构，可以实现恒定输出直流电压和正弦波形输入交流电流，即网侧单位功率因数；(3)本专利技术提供的并充串放型高倍升压电路及其控制方法，通过整流电路采用带有LC滤波的二极管整流器，滤波电感置于交流侧，滤波电容置于直流侧，当升压电感工作在CCM时，可以不使用滤波电感。当然，实施本专利技术的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。附图说明下面结合附图对本专利技术的实施方式作进一步说明：图1为本专利技术的实施例的并充串放型高倍升压电路的原理图；图2为本专利技术的实施例的并充串放型高倍升压电路的驱动脉冲信号图。标号说明：1-整流电路，2-第一升压电路，3-第二升压电路，4-第三升压电路，5-储能电路。具体实施方式下面对本专利技术的实施例作详细说明，本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种并充串放型高倍升压电路，其特征在于，包括：依次连接的整流电路、升压电路以及储能电路；其中，/n所述升压电路包括多个，多个所述升压电路之间的连接方式为并充串放型。/n

【技术特征摘要】
1.一种并充串放型高倍升压电路，其特征在于，包括：依次连接的整流电路、升压电路以及储能电路；其中，
所述升压电路包括多个，多个所述升压电路之间的连接方式为并充串放型。


2.根据权利要求1所述的并充串放型高倍升压电路，其特征在于，所述升压电路包括三个，分别为：第一升压电路、第二升压电路以及第三升压电路。


3.根据权利要求2所述的并充串放型高倍升压电路，其特征在于，所述第一升压电路包括：第一升压电感、第一功率开关、第二功率开关以及第五二极管；其中，
所述第一升压电感的一端与所述第二功率开关的源极相连后与所述整流电路的输出正极相连；
所述第一升压电感的另一端与所述第一功率开关的漏极以及所述第五二极管的阳极相连；
所述第二功率开关的漏极与所述第五二极管的阴极相连形成所述第一升压电路的输出正极；
所述第一功率开关的源极与所述整流电路的输出负极相连；进一步地，
所述第二升压电路包括：第二升压电感、第三功率开关、第四功率开关以及第六二极管；
所述第二升压电感的一端与所述第四功率开关的源极相连后与所述第一升压电路的输出正极相连；
所述第二升压电感的另一端与所述第三功率开关的漏极以及所述第六二极管的阳极相连；
所述第四功率开关的漏极与所述第六二极管的阴极相连形成所述第二升压电路的输出正极；
所述第三功率开关的源极与所述整流电路的输出负极相连；进一步地，
所述第三升压电路包括：第三升压电感、第五功率开关、第七二极管以及第八二极管；
所述第三升压电感的一端与所述第八二极管的阳极相连后与所述第二升压电路的输出正极相连；
所述第三升压电感的另一端与所述第五功率开关的漏极以及所述第七二极管的阳极相连；
所述第七二极管的阴极与所述第八二极管的阴极相连后形成所述第三升压电路的输出正极；
所述第五功率开关的源极与所述整流电路的输出负极相连。


4.根据权利要求1至3任一项所述的并充串放型高倍升压电路，其特征在于，所述整流电路为带有LC滤波的二极管整流桥。


5.根据权利要求4任一项所述的并充串放型高倍升压电路，其特征在于，所述整流...

【专利技术属性】
技术研发人员：李咏秋，陈熠，常中科，侯孝涵，杨喜军，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31