由軟開關(guān)諧振BOOST變換器構(gòu)成的PFC電路制造技術(shù)

本技術(shù)涉及開關(guān)電源領(lǐng)域，提供一種由軟開關(guān)諧振BOOST變換器構(gòu)成的PFC電路，包括輸入電源模塊，用于提供直流電源，升壓變換器模塊，用于在零電壓開通條件下提高輸出電壓Vo以及負(fù)載模塊，用于接收升壓變換器模塊的輸出電壓Vo，輸入電源模塊與升壓變換器模塊電連接，升壓變換器模塊與負(fù)載模塊電連接。降低了在實現(xiàn)功率因素校正的前提下升壓變換器的損耗。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)涉及開關(guān)電源領(lǐng)域，尤其涉及一種由軟開關(guān)諧振boost變換器構(gòu)成的pfc電路。

技術(shù)介紹

1、工業(yè)領(lǐng)域中實現(xiàn)功率因數(shù)校正功能多采用升壓(boost)電路實現(xiàn)，斷續(xù)模式和臨界連續(xù)模式升壓功率因數(shù)校正(boost?pfc)電路更因為其電路結(jié)構(gòu)簡單，容易控制，且可實現(xiàn)開關(guān)管的零電流開關(guān)而在中小功率應(yīng)用中被廣泛使用。然而，無論是斷續(xù)模式還是臨界連續(xù)模式升壓功率因素校準(zhǔn)電路，在大部分應(yīng)用中其主開關(guān)管采用的都是金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(mosfet)，不能消除寄生電容的容性開通損耗，增加了升壓變換器的損耗，如圖1所示的電路。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本技術(shù)的目的在于提供一種由軟開關(guān)諧振boost變換器構(gòu)成的pfc電路，用于消除開關(guān)管寄生電容的容性開通損耗，降低升壓變換器的損耗。本技術(shù)提供一種由軟開關(guān)諧振boost變換器構(gòu)成的pfc電路，包括輸入電源模塊，用于提供直流電源，

2、升壓變換器模塊，用于在零電壓開通條件下提高輸出電壓vo，

3、負(fù)載模塊，用于接收所述升壓變換器模塊的輸出電壓vo，

4、其中，所述輸入電源模塊與所述升壓變換器模塊電連接，所述升壓變換器模塊與所述負(fù)載模塊電連接。

5、優(yōu)選地，所述升壓變換器模塊包括諧振發(fā)生單元和諧振中斷單元，所述諧振發(fā)生單元用于發(fā)生諧振，所述諧振中斷單元用于中斷所述諧振發(fā)生單元持續(xù)進(jìn)行諧振，所述諧振發(fā)生單元與所述諧振中斷單元電連接。

6、優(yōu)選地，所述諧振發(fā)生單元包括諧振電容cr、電感l(wèi)1、開關(guān)管s1和開關(guān)管s2，所述輸入電源模塊的正極與所述電感l(wèi)1的一端電連接，所述電感l(wèi)1的另一端與所述開關(guān)管s1的一端電連接，所述開關(guān)管s1的另一端與所述負(fù)載模塊的一端電連接，所述負(fù)載模塊的另一端與所述輸入電源模塊的負(fù)極電連接，所述諧振電容cr的一端電連接在所述輸入電源模塊的正極與所述電感l(wèi)1之間，所述諧振電容cr的另一端電連接在所述輸入電源模塊的負(fù)極與所述負(fù)載模塊之間，所述開關(guān)管s2的一端電連接在所述電感l(wèi)1和所述開關(guān)管s1之間，所述開關(guān)管s2的另一端電連接在所述諧振電容cr與所述負(fù)載模塊之間，所述諧振中斷單元的一端電連接在所述諧振電容cr和所述電感l(wèi)1之間，所述諧振中斷單元的另一端電連接在所述開關(guān)管s1和所述負(fù)載模塊之間。

7、優(yōu)選地，所述電感l(wèi)1的電感值與所述諧振電容cr的電容值滿足下列關(guān)系式：

8、

9、其中，l1為所述電感l(wèi)1的電感值，cr為所述諧振電容cr的電容值，cs2為所述開關(guān)管s2的寄生電容的值，vo為所述輸出電壓vo的值，vin-pk為所述輸入電源模塊輸出的電壓峰值，t為所述開關(guān)管s2兩端的電壓從峰值下降到零的時間，在進(jìn)行電路器件的選擇時，根據(jù)此關(guān)系式，可以快速確定所述電感l(wèi)1或所述諧振電容cr的值，只要確定了其中一個的值，則另外一個的值根據(jù)此關(guān)系式就可以快速確定，給器件的選擇帶來了方便，也進(jìn)一步提高了實現(xiàn)開關(guān)管軟開關(guān)的效率。

10、優(yōu)選地，所述諧振中斷單元為單向?qū)ㄆ骷5。

11、優(yōu)選地，由軟開關(guān)諧振boost變換器構(gòu)成的pfc電路，包括10個運(yùn)行模態(tài)，分別為運(yùn)行模態(tài)1，包括：所述開關(guān)管s2導(dǎo)通，所述電感l(wèi)1的正向電流上升；運(yùn)行模態(tài)2，包括：所述開關(guān)管s2關(guān)斷，所述開關(guān)管s1兩端的電壓降低，所述開關(guān)管s2兩端的電壓上升；運(yùn)行模態(tài)3，包括：所述開關(guān)管s1的寄生二極管導(dǎo)通，所述電感l(wèi)1的正向電流下降；運(yùn)行模態(tài)4，包括：所述開關(guān)管s1導(dǎo)通，所述電感l(wèi)1的正向電流下降；運(yùn)行模態(tài)5，包括：所述開關(guān)管s1導(dǎo)通，所述電感l(wèi)1的正向電流降到零，所述電感l(wèi)1與所述諧振電容cr諧振工作，所述電感l(wèi)1的反向電流從零上升，所述諧振電容cr兩端的電壓上升；運(yùn)行模態(tài)6，包括：所述開關(guān)管s1導(dǎo)通，單向?qū)ㄆ骷5導(dǎo)通，所述電感l(wèi)1的反向電流停止上升，達(dá)到峰值；運(yùn)行模態(tài)7，包括：所述開關(guān)管s1關(guān)斷，所述單向?qū)ㄆ骷5導(dǎo)通，所述開關(guān)管s1兩端的電壓下降，所述開關(guān)管s2兩端的電壓上升；運(yùn)行模態(tài)8，包括：所述開關(guān)管s2的寄生二極管導(dǎo)通，所述單向?qū)ㄆ骷5導(dǎo)通，所述開關(guān)管s1兩端的電壓上升，所述電感l(wèi)1的反向電流下降；運(yùn)行模態(tài)9，包括：所述開關(guān)管s2導(dǎo)通，所述單向?qū)ㄆ骷5導(dǎo)通，所述電感l(wèi)1的反向電流下降；運(yùn)行模態(tài)10，包括：所述電感l(wèi)1的反向電流下降到零，所述單向?qū)ㄆ骷5關(guān)斷，所述電感l(wèi)1的正向電流從零上升，所述諧振電容cr兩端的電壓下降；定義與所述輸入電源模塊的電流方向相同的所述電感l(wèi)1的電流為正向電流。

12、優(yōu)選地，在所述模態(tài)6中，所述電感l(wèi)1的反向電流的峰值滿足以下關(guān)系式：

13、

14、其中，ix為所述電感l(wèi)1的反向電流的峰值，l1為所述電感l(wèi)1的電感值，cr為所述諧振電容cr的電容值，vin為所述輸入電源模塊輸出的電壓值，vo為所述輸出電壓vo的值。

15、優(yōu)選地，所述單向?qū)ㄆ骷5的種類包括二極管d5。

16、優(yōu)選地，所述輸入電源模塊包括由二極管d1、二極管d2、二極管d3和二極管d4構(gòu)成的整流單元和交流電源vin，所述整流單元與所述交流電源vin電連接。

17、優(yōu)選地，還包括濾波模塊，所述濾波模塊與所述負(fù)載模塊并聯(lián)。

18、優(yōu)選地，所述開關(guān)管s1和所述開關(guān)管s2的種類包括金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管。

19、本技術(shù)的有益效果為：

20、本技術(shù)通過使用輸入電源模塊，用于提供直流電源，升壓變換器模塊，用于在零電壓開通條件下提高輸出電壓vo以及負(fù)載模塊，用于接收升壓變換器模塊的輸出電壓vo，輸入電源模塊與升壓變換器模塊電連接，升壓變換器模塊與負(fù)載模塊電連接，降低了在實現(xiàn)功率因素校正的前提下升壓變換器的損耗。

本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】

1.一種由軟開關(guān)諧振BOOST變換器構(gòu)成的PFC電路，其特征在于，包括

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的由軟開關(guān)諧振BOOST變換器構(gòu)成的PFC電路，其特征在于，所述升壓變換器模塊包括諧振發(fā)生單元和諧振中斷單元，所述諧振發(fā)生單元用于發(fā)生諧振，所述諧振中斷單元用于中斷所述諧振發(fā)生單元持續(xù)進(jìn)行諧振，所述諧振發(fā)生單元與所述諧振中斷單元電連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的由軟開關(guān)諧振BOOST變換器構(gòu)成的PFC電路，其特征在于，所述諧振發(fā)生單元包括諧振電容Cr、電感L1、開關(guān)管S1和開關(guān)管S2，所述輸入電源模塊的正極與所述電感L1的一端電連接，所述電感L1的另一端與所述開關(guān)管S1的一端電連接，所述開關(guān)管S1的另一端與所述負(fù)載模塊的一端電連接，所述負(fù)載模塊的另一端與所述輸入電源模塊的負(fù)極電連接，所述諧振電容Cr的一端電連接在所述輸入電源模塊的正極與所述電感L1之間，所述諧振電容Cr的另一端電連接在所述輸入電源模塊的負(fù)極與所述負(fù)載模塊之間，所述開關(guān)管S2的一端電連接在所述電感L1和所述開關(guān)管S1之間，所述開關(guān)管S2的另一端電連接在所述諧振電容Cr與所述負(fù)載模塊之間，所述諧振中斷單元的一端電連接在所述諧振電容Cr和所述電感L1之間，所述諧振中斷單元的另一端電連接在所述開關(guān)管S1和所述負(fù)載模塊之間。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的由軟開關(guān)諧振BOOST變換器構(gòu)成的PFC電路，其特征在于，所述電感L1的電感值與所述諧振電容Cr的電容值滿足下列關(guān)系式：

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的由軟開關(guān)諧振BOOST變換器構(gòu)成的PFC電路，其特征在于，所述諧振中斷單元為單向?qū)ㄆ骷﨑5。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的由軟開關(guān)諧振BOOST變換器構(gòu)成的PFC電路，其特征在于，包括10個運(yùn)行模態(tài)，分別為運(yùn)行模態(tài)1，包括：所述開關(guān)管S2導(dǎo)通，所述電感L1的正向電流上升；運(yùn)行模態(tài)2，包括：所述開關(guān)管S2關(guān)斷，所述開關(guān)管S1兩端的電壓降低，所述開關(guān)管S2兩端的電壓上升；運(yùn)行模態(tài)3，包括：所述開關(guān)管S1的寄生二極管導(dǎo)通，所述電感L1的正向電流下降；運(yùn)行模態(tài)4，包括：所述開關(guān)管S1導(dǎo)通，所述電感L1的正向電流下降；運(yùn)行模態(tài)5，包括：所述開關(guān)管S1導(dǎo)通，所述電感L1的正向電流降到零，所述電感L1與所述諧振電容Cr諧振工作，所述電感L1的反向電流從零上升，所述諧振電容Cr兩端的電壓上升；運(yùn)行模態(tài)6，包括：所述開關(guān)管S1導(dǎo)通，單向?qū)ㄆ骷﨑5導(dǎo)通，所述電感L1的反向電流停止上升，達(dá)到峰值；運(yùn)行模態(tài)7，包括：所述開關(guān)管S1關(guān)斷，所述單向?qū)ㄆ骷﨑5導(dǎo)通，所述開關(guān)管S1兩端的電壓下降，所述開關(guān)管S2兩端的電壓上升；運(yùn)行模態(tài)8，包括：所述開關(guān)管S2的寄生二極管導(dǎo)通，所述單向?qū)ㄆ骷﨑5導(dǎo)通，所述開關(guān)管S1兩端的電壓上升，所述電感L1的反向電流下降；運(yùn)行模態(tài)9，包括：所述開關(guān)管S2導(dǎo)通，所述單向?qū)ㄆ骷﨑5導(dǎo)通，所述電感L1的反向電流下降；運(yùn)行模態(tài)10，包括：所述電感L1的反向電流下降到零，所述單向?qū)ㄆ骷﨑5關(guān)斷，所述電感L1的正向電流從零上升，所述諧振電容Cr兩端的電壓下降；定義與所述輸入電源模塊的電流方向相同的所述電感L1的電流為正向電流。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的由軟開關(guān)諧振BOOST變換器構(gòu)成的PFC電路，其特征在于，在所述模態(tài)6中，所述電感L1的反向電流的峰值滿足以下關(guān)系式：

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的由軟開關(guān)諧振BOOST變換器構(gòu)成的PFC電路，其特征在于，所述單向?qū)ㄆ骷﨑5的種類包括二極管D5。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的由軟開關(guān)諧振BOOST變換器構(gòu)成的PFC電路，其特征在于，所述輸入電源模塊包括由二極管D1、二極管D2、二極管D3和二極管D4構(gòu)成的整流單元和交流電源Vin，所述整流單元與所述交流電源Vin電連接。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的由軟開關(guān)諧振BOOST變換器構(gòu)成的PFC電路，其特征在于，還包括濾波模塊，所述濾波模塊與所述負(fù)載模塊并聯(lián)。

...

【技術(shù)特征摘要】

1.一種由軟開關(guān)諧振boost變換器構(gòu)成的pfc電路，其特征在于，包括

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的由軟開關(guān)諧振boost變換器構(gòu)成的pfc電路，其特征在于，所述升壓變換器模塊包括諧振發(fā)生單元和諧振中斷單元，所述諧振發(fā)生單元用于發(fā)生諧振，所述諧振中斷單元用于中斷所述諧振發(fā)生單元持續(xù)進(jìn)行諧振，所述諧振發(fā)生單元與所述諧振中斷單元電連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的由軟開關(guān)諧振boost變換器構(gòu)成的pfc電路，其特征在于，所述諧振發(fā)生單元包括諧振電容cr、電感l(wèi)1、開關(guān)管s1和開關(guān)管s2，所述輸入電源模塊的正極與所述電感l(wèi)1的一端電連接，所述電感l(wèi)1的另一端與所述開關(guān)管s1的一端電連接，所述開關(guān)管s1的另一端與所述負(fù)載模塊的一端電連接，所述負(fù)載模塊的另一端與所述輸入電源模塊的負(fù)極電連接，所述諧振電容cr的一端電連接在所述輸入電源模塊的正極與所述電感l(wèi)1之間，所述諧振電容cr的另一端電連接在所述輸入電源模塊的負(fù)極與所述負(fù)載模塊之間，所述開關(guān)管s2的一端電連接在所述電感l(wèi)1和所述開關(guān)管s1之間，所述開關(guān)管s2的另一端電連接在所述諧振電容cr與所述負(fù)載模塊之間，所述諧振中斷單元的一端電連接在所述諧振電容cr和所述電感l(wèi)1之間，所述諧振中斷單元的另一端電連接在所述開關(guān)管s1和所述負(fù)載模塊之間。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的由軟開關(guān)諧振boost變換器構(gòu)成的pfc電路，其特征在于，所述電感l(wèi)1的電感值與所述諧振電容cr的電容值滿足下列關(guān)系式：

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的由軟開關(guān)諧振boost變換器構(gòu)成的pfc電路，其特征在于，所述諧振中斷單元為單向?qū)ㄆ骷5。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的由軟開關(guān)諧振boost變換器構(gòu)成的pfc電路，其特征在于，包括10個運(yùn)行模態(tài)，分別為運(yùn)行模態(tài)1，包括：所述開關(guān)管s2導(dǎo)通，所述電感l(wèi)1的正向電流上升；運(yùn)行模態(tài)2，包括：所述開關(guān)管s2關(guān)斷，所述開關(guān)管s1兩端的電壓降低，所述開關(guān)管s...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李斌，
申請(專利權(quán))人：上海英聯(lián)電子系統(tǒng)有限公司，
類型：新型
國別省市：