自激式BJT型無橋Buck PFC整流電路制造技術

一種自激式BJT型無橋Buck?PFC整流電路，包括輸入電容Ci、PNP型BJT管Q1、PNP型BJT管Q2、NPN型BJT管Q3、NPN型BJT管Q4、PNP型BJT管Q5、PNP型BJT管Q6、二極管D1、電感L1、輸出電容Co、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6和用于通過其端口a控制PNP型BJT管Q1的基極電流從而實現對PNP型BJT管Q1工作狀態的控制以及通過其端口b控制PNP型BJT管Q2的基極電流從而實現對PNP型BJT管Q2工作狀態的控制的受控電流源組M1。本發明專利技術簡化驅動電路結構、驅動效率較高、同時獲得易自啟動性能。

【技術實現步驟摘要】
自激式BJT型無橋BuckPFC整流電路
本專利技術涉及PFC整流電路，應用于交流輸入、直流輸出的高質量電能變換場合，如：微能量收集系統、新能源發電系統、蓄電池充電系統、LED照明系統等，尤其是一種無橋BuckPFC整流電路。
技術介紹
PFC整流電路是一種具有功率因數校正(PFC)功能的能將交流電能轉換成直流電能的電路，可提高直流負載對交流電源的利用率并且減小電流諧波對交流母線或交流電網的污染。傳統BuckPFC整流電路是一種PFC整流電路，其主電路一般由橋式整流電路級聯Buck電路而成。為了減小橋式整流電路的損耗，無橋BuckPFC整流電路應運而生。無橋BuckPFC整流電路主要通過減少通路中導通器件數目的辦法來達到提升電路效率的目的。早期，Si材料的BJT具有較大的驅動損耗、較高的開關損耗、較大的器件動態阻抗等缺點。因此，為了獲得低功耗，中小功率的無橋BuckPFC整流電路中的全控型器件大多采用MOSFET。但是，MOSFET是電壓型驅動器件，與電流型驅動器件BJT相比，MOSFET的驅動電路要比BJT的驅動電路更復雜。尤其在超低壓或高壓的工作環境中，MOSFET驅動電路的設計難度相當大。
技術實現思路
為克服現有MOSFET型無橋BuckPFC整流電路中MOSFET驅動電路復雜、驅動效率較低、自啟動性能較差的不足，本專利技術提供一種簡化驅動電路結構、驅動效率較高、同時獲得易自啟動性能的自激式BJT型無橋BuckPFC整流電路。本專利技術解決其技術問題所采用的技術方案是：一種自激式BJT型無橋BuckPFC整流電路，包括輸入電容Ci、PNP型BJT管Q1、PNP型BJT管Q2、NPN型BJT管Q3、NPN型BJT管Q4、PNP型BJT管Q5、PNP型BJT管Q6、二極管D1、電感L1、輸出電容Co、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6和用于通過端口a控制PNP型BJT管Q1的基極電流從而實現對PNP型BJT管Q1工作狀態的控制以及通過端口b控制PNP型BJT管Q2的基極電流從而實現對PNP型BJT管Q2工作狀態的控制的受控電流源組M1，輸入電容Ci的一端同時與交流電源vac的正端、電阻R4的一端、PNP型BJT管Q1的發射極、PNP型BJT管Q5的發射極、NPN型BJT管Q3的發射極以及電阻R2的一端相連，PNP型BJT管Q1的集電極同時與電阻R3的一端、電阻R6的一端、PNP型BJT管Q2的集電極、二極管D1的陰極以及電感L1的一端相連，電感L1的另一端同時與輸出電容Co的一端、輸出電壓Vo的正端以及負載Z1的一端相連，輸出電容Co的另一端同時與輸出電壓Vo的負端、負載Z1的另一端、二極管D1的陽極、NPN型BJT管Q3的集電極以及NPN型BJT管Q4的集電極相連，NPN型BJT管Q4的發射極同時與電阻R5的一端、PNP型BJT管Q6的發射極、PNP型BJT管Q2的發射極、電阻R1的一端、輸入電容Ci的另一端以及交流電源vac的負端相連，NPN型BJT型Q3的基極與電阻R1的另一端相連，NPN型BJT管Q4的基極與電阻R4的另一端相連，PNP型BJT管Q5的基極同時與電阻R2的另一端以及電阻R3的另一端相連，PNP型BJT管Q6的基極同時與電阻R5的另一端以及電阻R6的另一端相連，PNP型BJT管Q1的基極同時與PNP型BJT管Q5的集電極以及受控電流源組M1的端口a相連，PNP型BJT管Q2的基極同時與PNP型BJT管Q6的集電極以及受控電流源組M1的端口b相連。進一步，電阻R1兩端并聯加速電容C1，電阻R3兩端并聯加速電容C2，電阻R4兩端并聯加速電容C3，電阻R6兩端并聯加速電容C4。該優選的方案加速所述自激式BJT型無橋BuckPFC整流電路的動態特性。再進一步，所述受控電流源組M1包括NPN型BJT管Qa1、NPN型BJT管Qa2、NPN型BJT管Qa3、NPN型BJT管Qa4、電阻Ra1、電阻Ra2、電阻Ra3、電阻Ra4、電阻Ra5和電阻Ra6，NPN型BJT管Qa1的集電極為受控電流源組M1的端口a，NPN型BJT管Qa3的集電極為受控電流源組M1的端口b，NPN型BJT管Qa1的發射極同時與電阻Ra2的一端以及電阻Ra3的一端相連，NPN型BJT管Qa2的基極與電阻Ra2的另一端相連，NPN型BJT管Qa2的集電極同時與NPN型BJT管Qa1的基極以及電阻Ra1的一端相連，電阻Ra1的另一端與交流電源vac的正端相連，NPN型BJT管Qa3的發射極同時與電阻Ra5的一端以及電阻Ra6的一端相連，NPN型BJT管Qa4的基極與電阻Ra5的另一端相連，NPN型BJT管Qa4的集電極同時與NPN型BJT管Qa3的基極以及電阻Ra4的一端相連，電阻Ra4的另一端與交流電源vac的負端相連，NPN型BJT管Qa2的發射極同時與電阻Ra3的另一端、電阻Ra6的另一端、NPN型BJT管Qa4的發射極以及輸出電壓Vo的負端相連。所述自激式BJT型無橋BuckPFC整流電路具有輸入電流限流保護功能。再進一步，所述受控電流源組M1包括NPN型BJT管Qb1、NPN型BJT管Qb2、NPN型BJT管Qb3、NPN型BJT管Qb4、電阻Rb1、電阻Rb2、電阻Rb3、電阻Rb4、電阻Rb5、電阻Rb6、電阻Rb7、電阻Rb8和電容Cb1，電阻Rb3的一端為受控電流源組M1的端口a，電阻Rb6的一端為受控電流源組M1的端口b，電阻Rb3的另一端與NPN型BJT管Qb1的集電極相連，NPN型BJT管Qb1的基極與電阻Rb2的一端相連，電阻Rb2的另一端同時與電阻Rb1的一端以及NPN型BJT管Qb2的集電極相連，電阻Rb1的另一端與交流電源vac的正端相連，電阻Rb6的另一端與NPN型BJT管Qb3的集電極相連，NPN型BJT管Qb3的基極與電阻Rb5的一端相連，電阻Rb5的另一端同時與電阻Rb4的一端以及NPN型BJT管Qb4的集電極相連，電阻Rb4的另一端與交流電源vac的負端相連，NPN型BJT管Qb2的基極同時與NPN型BJT管Qb4的基極、電容Cb1的一端、電阻Rb8的一端以及電阻Rb7的一端相連，電阻Rb7的另一端與輸出電壓Vo的正端相連，NPN型BJT管Qb1的發射極同時與NPN型BJT管Qb3的發射極、NPN型BJT管Qb2的發射極、NPN型BJT管Qb4的發射極、電容Cb1的另一端、電阻Rb8的另一端以及輸出電壓Vo的負端相連。所述自激式BJT型無橋BuckPFC整流電路具有輸出穩壓功能。本專利技術的技術構思為：隨著新型半導體材料器件的發展，新材料(如SiC)的BJT已表現出了較小的驅動損耗、很低的電阻系數、較快的開關速度、較小的溫度依賴性、良好的短路能力以及不存在二次擊穿等諸多優點。在中小功率的無橋BuckPFC整流電路中采用新材料的BJT，不但可以獲得低功耗，而且還可以簡單化全控型器件的驅動電路。無橋BuckPFC整流電路中的全控型器件采用BJT，利用BJT工作性能的優點并運用自激電路技術可同時實現電路簡單、高效率、易自啟動等性能。本專利技術的有益效果主要表現在：自激式BJT型無橋BuckPFC整流電路具有將交流電能高質量地轉換成直流電能的能力，而且輸出直流電壓值小于輸本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種自激式BJT型無橋Buck?PFC整流電路，其特征在于：包括輸入電容Ci、PNP型BJT管Q1、PNP型BJT管Q2、NPN型BJT管Q3、NPN型BJT管Q4、PNP型BJT管Q5、PNP型BJT管Q6、二極管D1、電感L1、輸出電容Co、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6和用于通過端口a控制PNP型BJT管Q1的基極電流從而實現對PNP型BJT管Q1工作狀態的控制以及通過端口b控制PNP型BJT管Q2的基極電流從而實現對PNP型BJT管Q2工作狀態的控制的受控電流源組M1，輸入電容Ci的一端同時與交流電源vac的正端、電阻R4的一端、PNP型BJT管Q1的發射極、PNP型BJT管Q5的發射極、NPN型BJT管Q3的發射極以及電阻R2的一端相連，PNP型BJT管Q1的集電極同時與電阻R3的一端、電阻R6的一端、PNP型BJT管Q2的集電極、二極管D1的陰極以及電感L1的一端相連，電感L1的另一端同時與輸出電容Co的一端、輸出電壓Vo的正端以及負載Z1的一端相連，輸出電容Co的另一端同時與輸出電壓Vo的負端、負載Z1的另一端、二極管D1的陽極、NPN型BJT管Q3的集電極以及NPN型BJT管Q4的集電極相連，NPN型BJT管Q4的發射極同時與電阻R5的一端、PNP型BJT管Q6的發射極、PNP型BJT管Q2的發射極、電阻R1的一端、輸入電容Ci的另一端以及交流電源vac的負端相連，NPN型BJT型Q3的基極與電阻R1的另一端相連，NPN型BJT管Q4的基極與電阻R4的另一端相連，PNP型BJT管Q5的基極同時與電阻R2的另一端以及電阻R3的另一端相連，PNP型BJT管Q6的基極同時與電阻R5的另一端以及電阻R6的另一端相連，PNP型BJT管Q1的基極同時與PNP型BJT管Q5的集電極以及受控電流源組M1的端口a相連，PNP型BJT管Q2的基極同時與PNP型BJT管Q6的集電極以及受控電流源組M1的端口b相連。...

【技術特征摘要】
1.一種自激式BJT型無橋BuckPFC整流電路，其特征在于：包括輸入電容Ci、PNP型BJT管Q1、PNP型BJT管Q2、NPN型BJT管Q3、NPN型BJT管Q4、PNP型BJT管Q5、PNP型BJT管Q6、二極管D1、電感L1、輸出電容Co、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6和用于通過端口a控制PNP型BJT管Q1的基極電流從而實現對PNP型BJT管Q1工作狀態的控制以及通過端口b控制PNP型BJT管Q2的基極電流從而實現對PNP型BJT管Q2工作狀態的控制的受控電流源組M1，輸入電容Ci的一端同時與交流電源vac的正端、電阻R4的一端、PNP型BJT管Q1的發射極、PNP型BJT管Q5的發射極、NPN型BJT管Q3的發射極以及電阻R2的一端相連，PNP型BJT管Q1的集電極同時與電阻R3的一端、電阻R6的一端、PNP型BJT管Q2的集電極、二極管D1的陰極以及電感L1的一端相連，電感L1的另一端同時與輸出電容Co的一端、輸出電壓Vo的正端以及負載Z1的一端相連，輸出電容Co的另一端同時與輸出電壓Vo的負端、負載Z1的另一端、二極管D1的陽極、NPN型BJT管Q3的集電極以及NPN型BJT管Q4的集電極相連，NPN型BJT管Q4的發射極同時與電阻R5的一端、PNP型BJT管Q6的發射極、PNP型BJT管Q2的發射極、電阻R1的一端、輸入電容Ci的另一端以及交流電源vac的負端相連，NPN型BJT型Q3的基極與電阻R1的另一端相連，NPN型BJT管Q4的基極與電阻R4的另一端相連，PNP型BJT管Q5的基極同時與電阻R2的另一端以及電阻R3的另一端相連，PNP型BJT管Q6的基極同時與電阻R5的另一端以及電阻R6的另一端相連，PNP型BJT管Q1的基極同時與PNP型BJT管Q5的集電極以及受控電流源組M1的端口a相連，PNP型BJT管Q2的基極同時與PNP型BJT管Q6的集電極以及受控電流源組M1的端口b相連。2.如權利要求1所述的自激式BJT型無橋BuckPFC整流電路，其特征在于：電阻R1兩端并聯加速電容C1，電阻R3兩端并聯加速電容C2，電阻R4兩端并聯加速電容C3，電阻R6兩端并聯加速電容C4。3.如權利要求1或2所述的自激式BJT型無橋BuckPFC整流電路，其特征在于：所述受控電流源組M1包括NPN型BJT管Qa1、NPN型BJT管Qa2、NPN型BJT管Qa3、NPN型BJT管Qa4、電阻Ra1、...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳怡，
申請(專利權)人：浙江工業大學，
類型：發明
國別省市：浙江;33