一种基于非线性平均电流控制的BOOST?PFC电路，包括图腾柱BOOST?PFC主电路和控制支路，图腾柱BOOST?PFC主电路包括输入侧、电容C0、电阻Rs、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3，第一场效应管Q1、第二场效应管Q2、电感L和输出侧，控制支路包括数字控制器、运算放大器、积分电容C、开关S、比较器和触发器，控制支路的控制率方程如下(14)；控制率方程(14)的左边采用可复位的积分器实现，所述控制率方程(14)的右边采用数字控制器实现。本发明专利技术减小无桥BOOST?PFC的电磁干扰和克服已有的单周期控制中轻载不稳定、非线性载波控制中积分器设计复杂等的不足。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及功率因数校正电路，尤其是一种BOOST PFC电路。
技术介绍
电力电子装置的大量频繁使用给电网造成了很严重的谐波污染，因此必须引入功 率因数校正(PFC)电路，使其输入电流谐波满足现有的谐波要求。功率因数校正一直在朝 着效率高、结构简单、控制容易实现、减小EMI等方向发展，所以无桥BOOST PFC电路作为 一种提高效率的有效方式越来越受到人们的关注。无桥BOOST PFC电路省略了传统BOOST PFC电路的整流桥，减少了二极管的通态损耗，效率得到很大提高。但是传统的无桥BOOST PFC的EMI较大，图腾柱BOOST PFC作为它的一种演变，EMI要小很多，但是图腾柱B00STPFC 的传统控制较为复杂，特别是电感电流检测上较困难。因此，提出一种相对简单的图腾柱 BOOST PFC电路的控制方法是很有意义的。
技术实现思路
为了减小无桥BOOST PFC的电磁干扰和克服已有的单周期控制中轻载不稳定、非 线性载波控制中积分器设计复杂等的不足，本专利技术提供一种轻载稳定、简化积分器设计的 基于非线性平均电流控制的图腾柱BOOST PFC电路。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是一种基于非线性平均电流控制的图腾柱BOOST PFC电路，包括图腾柱BOOST PFC 主电路，所述图腾柱BOOST PFC主电路包括输入侧、电容CO、电阻Rs、第一二极管D1、第二二 极管D2、第三二极管D3，第一场效应管Q1、第二场效应管Q2、电感L和输出侧，所述输出侧 与所述电容CO并联，所述输出侧一端与所述第三二极管D3的反向端相接，所述输出侧的另 一端与电阻Rs的一端相接，所述第三三极管D3的正向端与所述第二场效应管的漏极连接， 所述电阻Rs的另一端与第一二极管的正向端、第一场效应管的源极连接，所述第一二极管 Dl的反向端和第二二极管的正向端均与输入侧的一端连接，所述第二场效应管Q2的源极 和第一场效应管Ql的漏极均与电感L的一端连接，所述电感L的另一端与输入侧的另一端 连接，所述的基于非线性平均电流控制的BOOST PFC电路还包括控制支路，所述控制支路的 控制率方程如下_6]去￡(小仏(14)s S^o其中，Vi是输入侧电压绝对值《是电压环补偿器输出值，k是一比例常数，八是 场效应管的开关周期，iD3是第三二极管D3的电流，d是场效应管的开关占空比，V。是输出 侧电压；所述控制率方程(14)的左边采用可复位的积分器实现，所述控制率方程(14)的 右边采用数字控制器实现，所述积分器包括运算放大器、积分电容C和开关S;所述的控制支路包括数字控制器、积分电容C、开关S、运算放大器、比较器和触发器，所述的数字控制器一路输出与运算放大器的反相输入端连接，所述的数字控制器另一 路输出与比较器的负输入端连接，所述的比较器的正输入端与运算放大器的反相输入端连 接，所述的开关S与所述的积分电容并联，所述的积分电容的一端与运算放大器的反相输 入端连接，所述的积分电容的另一端与地连接，所述的触发器的一端与比较器的输出连接， 所述的触发器的另一端与时钟信号相接，所述的触发器的输出信号控制场效应管Ql、Q2和 开关S的开通和关断。本专利技术的技术构思为将非线性平均电流控制方法运用在图腾柱BOOST PFC电路 上，达到单位功率因数和设计简单的目的。本专利技术的有益效果主要表现在电磁干扰较小，能克服单周期控制中轻载稳定、非 线性载波控制中积分器设计复杂等的不足。附图说明图1是图腾柱BOOST PFC主电路的电路图。图2是图腾柱BOOST PFC控制电路的电路图。图3是图腾柱BOOST PFC主电路的模态分析示意图。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术作进一步描述。参照图1 图3，一种基于非线性平均电流控制的图腾柱B00STPFC电路，包括图腾 柱BOOST PFC主电路，所述图腾柱BOOST PFC主电路包括输入侧、电容CO、电阻Rs、第一二 极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3，第一场效应管Q1、第二场效应管Q2、电感L和输 出侧，所述输出侧与所述电容CO并联，所述输出侧一端与所述第三二极管D3的反向端相 接，所述输出侧的另一端与电阻Rs的一端相接，所述第三三极管D3的正向端与所述第二场 效应管的漏极连接，所述电阻Rs的另一端与第一二极管的正向端、第一场效应管的源极连 接，所述第一二极管Dl的反向端和第二二极管的正向端均与输入侧的一端连接，所述第二 场效应管Q2的源极和第一场效应管Ql的漏极均与电感L的一端连接，所述电感L的另一 端与输入侧的另一端连接，所述的基于非线性平均电流控制的图腾柱BOOST PFC电路还包 括控制支路，所述控制支路的控制率方程如下权利要求1. 一种基于非线性平均电流控制的BOOST PFC电路，包括图腾柱BOOST PFC主电路，所 述图腾柱BOOST PFC主电路包括输入侧、电容CO、电阻Rs、第一二极管Dl、第二二极管D2、 第三二极管D3，第一场效应管Q1、第二场效应管Q2、电感L和输出侧，所述输出侧与所述电 容CO并联，所述输出侧一端与所述第三二极管D3的反向端相接，所述输出侧的另一端与电 阻Rs的一端相接，所述第三三极管D3的正向端与所述第二场效应管的漏极连接，所述电阻 Rs的另一端与第一二极管的正向端、第一场效应管的源极连接，所述第一二极管Dl的反向 端和第二二极管的正向端均与输入侧的一端连接，所述第二场效应管Q2的源极和第一场 效应管Ql的漏极均与电感L的一端连接，所述电感L的另一端与输入侧的另一端连接，其 特征在于所述的基于非线性平均电流控制的BOOST PFC电路还包括控制支路，所述控制 支路的控制率方程如下(14) 其中，IviI是输入侧电压绝对值，&是电压环补偿器输出值，k是一比例常数，Ts是场 效应管的开关周期，iD3是第三二极管D3的电流，d是场效应管的开关占空比，ν。是输出侧 电压；所述控制率方程(14)的左边采用可复位的积分器实现，所述控制率方程(14)的右边 采用数字控制器实现，所述积分器包括运算放大器、积分电容C和开关S;所述的控制支路包括数字控制器、积分电容C、开关S、运算放大器、比较器和触发器， 所述的数字控制器一路输出与运算放大器的反相输入端连接，所述的数字控制器另一路输 出与比较器的负输入端连接，所述的比较器的正输入端与运算放大器的反相输入端连接， 所述的开关S与所述的积分电容C并联，所述的积分电容C的一端与运算放大器的反相输 入端连接，所述的积分电容C的另一端与地连接，所述的触发器的一端与比较器的输出连 接，所述的触发器的另一端与时钟信号相接，所述的触发器的输出信号控制场效应管Q1、Q2 和开关S的开通和关断。全文摘要一种基于非线性平均电流控制的BOOST PFC电路，包括图腾柱BOOST PFC主电路和控制支路，图腾柱BOOST PFC主电路包括输入侧、电容C0、电阻Rs、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3，第一场效应管Q1、第二场效应管Q2、电感L和输出侧，控制支路包括数字控制器、运算放大器、积分电容C、开关S、比较器和触发器，控制支路的控制率方程如下(14)；控制率方程(14)的左边采用可复位的积分器实现，所述控制率方程(14)本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种基于非线性平均电流控制的ＢＯＯＳＴ ＰＦＣ电路，包括图腾柱ＢＯＯＳＴ ＰＦＣ主电路，所述图腾柱ＢＯＯＳＴ ＰＦＣ主电路包括输入侧、电容Ｃ０、电阻Ｒｓ、第一二极管Ｄ１、第二二极管Ｄ２、第三二极管Ｄ３，第一场效应管Ｑ１、第二场效应管Ｑ２、电感Ｌ和输出侧，所述输出侧与所述电容Ｃ０并联，所述输出侧一端与所述第三二极管Ｄ３的反向端相接，所述输出侧的另一端与电阻Ｒｓ的一端相接，所述第三三极管Ｄ３的正向端与所述第二场效应管的漏极连接，所述电阻Ｒｓ的另一端与第一二极管的正向端、第一场效应管的源极连接，所述第一二极管Ｄ１的反向端和第二二极管的正向端均与输入侧的一端连接，所述第二场效应管Ｑ２的源极和第一场效应管Ｑ１的漏极均与电感Ｌ的一端连接，所述电感Ｌ的另一端与输入侧的另一端连接，其特征在于：所述的基于非线性平均电流控制的ＢＯＯＳＴ ＰＦＣ电路还包括控制支路，所述控制支路的控制率方程如下：（ｍａｔｈ）??（ｍｒｏｗ）?（ｍｆｒａｃ）?（ｍｎ）１（／ｍｎ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）Ｔ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｓ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（／ｍｆｒａｃ）?（ｍｓｕｂｓｕｐ）?（ｍｏ）＆Ｉｎｔｅｇｒａｌ；（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ｄＴ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｓ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）Ｔ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｓ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（／ｍｓｕｂｓｕｐ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｋ（／ｍｉ）?（ｍｏ）｜（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ｖ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｉ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ）｜（／ｍｏ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ｉ（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）Ｄ（／ｍｉ）?（ｍｎ）３（／ｍｎ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ｄｔ（／ｍｉ）?（ｍｏ）＝（／ｍｏ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｋ（／ｍｉ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ｇ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｅ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｆｒａｃ）?（ｍｓｕｐ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）｜（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ｖ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｉ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ）｜（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｎ）２（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｐ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ｖ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｏ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（／ｍｆｒａｃ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｎ）１４（／ｍｎ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍａｔｈ）其中，｜ｖｉ｜是输入侧电压绝对值，ｇｅ是电压环补偿器输出值，ｋ是一比例常数，Ｔｓ是场效应管的开关周期，ｉＤ３是第三二极管Ｄ３的电流，ｄ是场效应管的开关占空比，ｖｏ是输出侧电压；所述控制率方程（１４）的左边采用可复位的积分器实现，所述控制率方程（１４）的右边采用数字控制器实现，所述积分器包括运算放大器、积分电容Ｃ和开关Ｓ；所述的控制支路包括数字控制器、积分电容Ｃ、开关Ｓ、运算放大器、比较器和触发器，所述的数字控制器一路输出与运算放大器的反相输入端连接，所述的数字控制器另一路输出与比较器的负输入端连接，所述的比较器的正输入端与运算放大器的反相输入端连接，所述的开关Ｓ与所述的积分电容Ｃ并联，所述的积分电容Ｃ的一端与运算放大器的反相输入端连接，所述的积分电容Ｃ的另一端与地连接，所述的触发器的一端与比较器的输出连接，所述的触发器的另一端与时钟信号相接，所述的触发器的输出信号控制场效应管Ｑ１、Ｑ２和开关Ｓ的开通和关断。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：南余荣，田密，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：86
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