图腾柱PFC整流器的软开关控制电路制造技术

本发明专利技术公开了图腾柱功率因数校正(PFC)变换器的新型调制策略，属于电力电子变流器的控制技术领域。该调制策略使变换器工作在临界导通模式，在整个电网周期内均可实现开关管的零电压导通。该调制通过一个简单的PI控制器和辅助控制电路对开关管的导通时间进行计算，利用电感电压伏秒平衡原理计算开关管的关断时间，利用CR微分电路进行开关周期的自适应调整，实现了全范围的开关管零电压导通。该调制方案免去了高成本的过零检测电路，具有控制简单易于实现的优点，有利于整流器的高功率密度化，在电力电子变流器领域具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
图腾柱PFC整流器的软开关控制电路
本专利技术属于电力电子
，尤其属于电力电子变流器的控制
，具体涉及了图腾柱PFC整流器的软开关控制电路。
技术介绍
图腾柱PFC整流器凭借其高可靠性、高效率、低电流谐波畸变等优势被广泛应用于航空电源、电动汽车充电等领域。一种图腾柱PFC整流器，其拓扑如图1所示。在采用传统SPWM调制时，电感电流处于连续导通模式(CCM)，开关管上存在较大的开关损耗，当开关频率提升时将严重影响变换器的功率变换效率。当变换器电感电流处于临界导通模式(CRM)时，使电感电流上升的开关管可在下一个周期开通时实现ZVS或谷底电压开通(VS)，明显降低开关损耗。基于该思想，授权公布号为“CN106100412”和申请公布号为“CN106877724”的中国专利技术专利，分别给出了基于临界导通模式(CRM)的全桥逆变器的软开关控制策略。但是，上述控制策略需要对电感电流进行高精度的检测，以使其和上包络线和下包络线进行精准的比较，如图2所示；同时，由于电感反向电流为固定值，在电感电流反向时将引入额外损耗，故以上控制策略对变本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.图腾柱PFC整流器的软开关控制电路，所述图腾柱PFC整流器包括交流电源、输入滤波电感、输入滤波电容、耦合电感、第一～第四开关管、输出母线电容以及一个负载电阻，输入滤波电容与交流电源并联，输入滤波电感的一端连接输入滤波电容的一端，输入滤波电感的另一端连接耦合电感原边的一端，第一开关管的源极连接第二开关管的漏极，第三开关管的源极连接第四开关管的漏极，第一开关管的漏极连接第三开关管的漏极，第二开关管的源极连接第四开关管的源极，耦合电感原边的另一端连接第一开关管与第二开关管的公共端，输入滤波电容的另一端连接第三开关管与第四开关管的公共端，第一开关管的漏极和第三开关管的漏极分别连接输出母线电容的一端...

【技术特征摘要】
1.图腾柱PFC整流器的软开关控制电路，所述图腾柱PFC整流器包括交流电源、输入滤波电感、输入滤波电容、耦合电感、第一～第四开关管、输出母线电容以及一个负载电阻，输入滤波电容与交流电源并联，输入滤波电感的一端连接输入滤波电容的一端，输入滤波电感的另一端连接耦合电感原边的一端，第一开关管的源极连接第二开关管的漏极，第三开关管的源极连接第四开关管的漏极，第一开关管的漏极连接第三开关管的漏极，第二开关管的源极连接第四开关管的源极，耦合电感原边的另一端连接第一开关管与第二开关管的公共端，输入滤波电容的另一端连接第三开关管与第四开关管的公共端，第一开关管的漏极和第三开关管的漏极分别连接输出母线电容的一端，第二开关管的源极和第四开关管的源极分别连接输出母线电容的另一端，负载电阻与输出母线电容并联；其特征在于：
图腾柱PFC整流器控制电路包括零电压开通检测电路和软开关控制电路；
所述零电压开通检测电路包括第二电容器，第一～第四二极管，第二～第三电阻器、耦合电感和第一比较器；
第一二极管的阳极连接第二二极管的阴极，第一二极管的阴极连接第三二极管的阴极，第三二极管的阳极连接第四二极管的阴极，第四二极管的阳极连接第二二极管的阴极，耦合电感副边同名端同第三电容器串联后连接第一二极管与第二二极管的公共端，耦合电感副边另一端连接第三二极管与第四二极管的公共端；第二电阻器和第三电阻器串联后，一端连接第一二极管与第三二极管的公共端，另一端连接第二二极管的与第四二极管的公共端；第一比较器的正输入端连接第二电阻器与第三电阻器的公共端，第一比较器负输入端接地；第一比较器的输出端与第二比例器和第一反相器的输入端连接；
所述软开关控制电路包括第一电压传感器、第二电压传感器、第二比较器、第一～第三加法器、第一～第四减法器、第一～第四乘法器、第一除法器、第二除法器、电流调节器、电压调节器、第一～第三比例器、第一反相器、第二反相器、选通器、锁相器及第一～第四驱动电路；
第二电压传感器采样PFC整流电路输出端的直流电压，并分别与第三减法器的正输入端和第一减法器的负输入点连接；第一减法器的正输入端与直流参考电压有效值连接，第一减法器的输出端与电压调节器的输入端连接；经电压调节器运算后得到电压调整量并与第二乘法器的一个输入端连接，第二乘法器的另一输入端为开关周期的最小值，第二乘法器的输出端与第一比例器的输出端连接，第一比例器的输出端与第一加法器的一个输入端连接；第一电压传感器采样PFC电流输入端的交流电压，并分别与锁相器、第二比较器的正输入端、第二减法器的负输入端和第四乘法器的一个输入端连接；锁相器的输出端与第一乘法器的一个输入端相连，第一乘法器的另一个输入端与电压调节器的输出端相连，第一乘法器的输出端与第二减法器的正输入端相连，电流传感器采样电感电流并与第二减法器的负输入端连接，第二减法器的输出端与电流调节器的输入端连接；经电流调节器运算后得到电流调整量并与第三乘法器的一个输入端连接，第三乘法器的另一个输入端为开关周期的最大值，第三乘法器的输出端与第一加法器的另一输入端连接；...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑仲舒，张犁，邹宇航，娄修弢，吴超，王一鸣，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32