一種定頻三相單管準(zhǔn)CRM Boost PFC變換器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及電能變換裝置的交流-直流變換器領(lǐng)域，特別是一種定頻=相單管準(zhǔn) CRMBoostPFC變換器。
【背景技術(shù)】
[000引功率因數(shù)校正（PowerFactorCorrection,PFC)變換器可W減小輸入電流諧波， 提高輸入功率因數(shù)，已得到廣泛應(yīng)用。PFC變換器分為有源和無源兩種方式，相對(duì)于無源方 式來說，有源方式具有輸入功率因數(shù)高、體積小、成本低等優(yōu)點(diǎn)。
[0003] 有源PFC變換器可W采用多種電路拓和控制方法，其中BoostPFC變換器是常用 的幾種PFC變換器之一，根據(jù)電感電流連續(xù)與否，可將其分為S種工作模式，即電感電流連 續(xù)模式（ContinuousQirrentMode,CCM)，電感電流臨界連續(xù)模式（CriticalContinuous QirrentMode,CRM),電感電流斷續(xù)模式值iscontinuousQirrentMode,DCM)。
[0004] S相單管準(zhǔn)CRMBoostPFC變換器一般應(yīng)用在中小功率場(chǎng)合，其優(yōu)點(diǎn)是開關(guān)管零 電流開通、升壓二極管無反向恢復(fù)、PF高等。但是其開關(guān)頻率隨輸入電壓和負(fù)載的變化而 變化，電感和Effl濾波器的設(shè)計(jì)較復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種定頻S相單管準(zhǔn)CRM(臨界連續(xù)模式，hitical Con化ctionMode)BoostPFC變換器，通過引入電壓前饋，使工頻周期內(nèi)開關(guān)頻率恒定。
[0006] 實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：一種定頻S相單管準(zhǔn)CRMBoostPFC變換器， 包括主功率電路和控制電路，所述主功率電路包括=相輸入電壓源Vg、Vb、Vt，Effl濾波器，整 流二極管〇1、〇2、〇3、〇4、〇5、化，Boost電感L。、Lb、L。，開關(guān)管斯，二極管Db，儲(chǔ)能電容C。，負(fù)載 也1，其中輸入電壓源乂。、乂6、乂。與6組濾波器的輸入端口連接，6組濾波器的輸出端口分別與 Boost電感L。、Lb、L。的一端連接，Boost電感L。、Lb、L。的另一端分別連接S相橋式整流電 路的各輸入端，=相橋式整流電路的輸出負(fù)極為參考電位零點(diǎn)，=相橋式整流電路的輸出 正極分別接入開關(guān)管Qb的漏極和二極管Db的陽極，開關(guān)管Qb的源極與參考電位零點(diǎn)連接， 二極管Db的陰極分別接入儲(chǔ)能電容C。的陽極和負(fù)載Ru的一端，儲(chǔ)能電容C。的陰極和負(fù)載 Ru的另一端均與參考電位零點(diǎn)連接，負(fù)載Ru的兩端電壓為輸出電壓V。;所述的控制電路包 括輸入電壓采樣電路、分壓電路、輸出電壓采樣電路、減法電路、誤差調(diào)節(jié)電路、乘法器、PWM 1C巧片、開關(guān)管驅(qū)動(dòng)、過零檢測(cè)電路，其中輸入電壓采樣電路的輸出端與分壓電路的輸入端 相連，分壓電路的輸出端A連接減法電路的輸入端，輸出電壓采樣電路的輸出端C與減法電 路的輸入端、乘法器的第=輸入端V,連接，減法電路的輸出端B與乘法器的第一輸入端V, 連接，誤差調(diào)節(jié)電路的輸出端VcA與乘法器的第二輸入端Vy相連接，過零檢測(cè)電路的輸出端 與PWM脈沖產(chǎn)生電路中PWM1C巧片內(nèi)部的RS觸發(fā)器S端、銀齒波發(fā)生器相連，乘法器的輸 出端Ut。。與PWM脈沖產(chǎn)生電路中PWM1C巧片的輸入端相連接，PWM脈沖產(chǎn)生電路的輸出端 與開關(guān)管驅(qū)動(dòng)的輸入端連接，開關(guān)管驅(qū)動(dòng)的輸出端與開關(guān)管Qb的口極連接。
[0007]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)是；（1)使工頻周期內(nèi)開關(guān)頻率恒定，簡化輸 入Effl濾波器設(shè)計(jì)，改善濾波效果；（2)減小工頻周期內(nèi)開關(guān)次數(shù)，減小開關(guān)管開關(guān)損耗，提 高變換器效率。
【附圖說明】
[000引圖1是S相單管準(zhǔn)CRMBoostPFC變換器主電路示意圖。
[0009] 圖2是S相單管準(zhǔn)CRMBoostPFC變換器的S相交流輸入電壓波形圖。
[0010] 圖3是[0, 31/6]區(qū)間一個(gè)開關(guān)周期中各相電感電流波形圖。
[0011] 圖4是各開關(guān)模態(tài)的等效電路，其中（a)為開關(guān)管斯導(dǎo)通時(shí)，整流二極管〇1、〇5、〇4 導(dǎo)通時(shí)的等效電路，化）為開關(guān)管斯關(guān)斷，Db導(dǎo)通時(shí)的等效電路，（C)為i。下降到零后，D4 和繼續(xù)導(dǎo)通時(shí)的等效電路。
[0012] 圖5是半個(gè)工頻周期內(nèi)a相電感電流波形圖 [001引圖6是[0, 31 /引范圍內(nèi)開關(guān)頻率曲線
[0014] 圖7是不同輸入電壓下的臨界電感值曲線圖。
[0015] 圖8是本發(fā)明定頻S相單管準(zhǔn)CRMBoostPFC變換器的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016] 圖9是不同輸入電壓下的開關(guān)頻率。
[0017] 圖10是兩種控制方式下的PF值對(duì)比圖。
[001引圖11是兩種控制方式下輸入電流各次諧波與基波之比的曲線圖。
[0019] 圖12是兩種控制方式下的電感電流有效值曲線圖。
[0020] 圖13是兩種控制方式下的電感電流峰值曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[002U 1S相單管BoostPFC變換器的分析
[002引圖1是=相單管BoostPFC變換器主電路，其中，L,=Lb= Le=L。
[0023]S相交流輸入電壓為：
[0024] Va=VmSin?t (1)
[002引Vb=VmSin0t-2 31/3) 似
[0026] Vc=VmSin(?t+23i/：3) 做
[0027] 其中Vm和《分別為S相輸入電壓的幅值和角頻率。
[002引顯然，=相交流電壓和電流始終滿足：
[0029] Va+Vb+Vc=0 (4)
[0030] i,+ib+ie=0 (5)
[0031] 圖2給出了S相交流輸入電壓的波形。為了便于后面分析，可W將一個(gè)工頻周期 分成相等的12個(gè)區(qū)間，每個(gè)區(qū)間為n/6,其特點(diǎn)是各相電壓的正負(fù)及絕對(duì)值大小關(guān)系不 變。在[0,n/6]區(qū)間內(nèi)，一個(gè)開關(guān)周期中各相電感電流的波形如圖3所示。
[00對(duì)當(dāng)開關(guān)管Qb導(dǎo)通時(shí)，整流二極管D1、05、04
[0033] 導(dǎo)通。圖4(a)為等效電路，從中可得；
[0034]Va-Ldia/化=Vb-Ldib/化=Vc-Ldic/化 (6)
[003引由式（4)~式做可得S相電感電流上升率為：
[0036]dia/dt=Va/Ldib/dt=Vb/Ldic/dt=Vc/L (7)<