自激式BJT型無橋Cuk PFC整流電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及PFC整流電路，應(yīng)用于交流輸入、直流輸出的高質(zhì)量電能變換場合， 如：微能量收集系統(tǒng)、新能源發(fā)電系統(tǒng)、蓄電池充電系統(tǒng)、LED照明系統(tǒng)等，尤其是一種無橋 CukPFC整流電路。
【背景技術(shù)】
[0002] PFC整流電路是一種具有功率因數(shù)校正（PFC)功能的能將交流電能轉(zhuǎn)換成直流電 能的電路，可提高直流負(fù)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(wǎng) 的污染。
[000引傳統(tǒng)化kPFC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(lián) 化k電路而成。為了減小橋式整流電路的損耗，無橋化kPFC整流電路應(yīng)運而生。無橋化k PFC整流電路主要通過減少通路中導(dǎo)通器件數(shù)目的辦法來達(dá)到提升電路效率的目的。
[0004]早期，Si材料的BJT具有較大的驅(qū)動損耗、較高的開關(guān)損耗、較大的器件動態(tài)阻抗 等缺點。因此，為了獲得低功耗，中小功率的無橋化kPFC整流電路中的全控型器件大多采 用MOS陽T。但是，MOS陽T是電壓型驅(qū)動器件，與電流型驅(qū)動器件BJT相比，MOS陽T的驅(qū)動 電路要比BJT的驅(qū)動電路更復(fù)雜。尤其在超低壓或高壓的工作環(huán)境中，MOSFET驅(qū)動電路的 設(shè)計難度相當(dāng)大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[000引為克服現(xiàn)有MOS陽T型無橋化kPFC整流電路中MOS陽T驅(qū)動電路復(fù)雜、驅(qū)動效率 較低、自啟動性能較差的不足，本發(fā)明提供一種簡化驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)、驅(qū)動效率較高、同時獲 得易自啟動的性能的自激式BJT型無橋化kPFC整流電路。
[0006] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：
[0007] -種自激式BJT型無橋化kPFC整流電路，包括輸入電容Ci、NPN型BJT管QUNPN 型BJT管Q2、NPN型BJT管Q3、NPN型BJT管Q4、NPN型BJT管Q5、NPN型BJT管Q6、NPN型 BJT管Q7、二極管D1、二極管D2、二極管D3、二極管D4、二極管D5、二極管D6、二極管D7、二 極管D8、電感11、電感L2、電感L3、電容Cs、輸出電容Co、電阻RU電阻R2、電阻R3、電阻R4、 電阻R5、電阻R6、電阻R7和用于通過端口a控制NPN型BJT管Ql的基極電流從而實現(xiàn)對 NPN型BJT管Ql工作狀態(tài)的控制W及通過端口b控制NPN型BJT管Q2的基極電流從而實 現(xiàn)對NPN型BJT管Q2工作狀態(tài)的控制W及通過端口C控制NPN型BJT管Q5的基極電流從 而實現(xiàn)對NPN型BJT管Q5工作狀態(tài)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Rl的一端、電感Ll的一端W及二極管D7的陽極相連，電感Ll的 另一端同時與NPN型BJT管Ql的集電極、二極管Dl的陰極、電阻R3的一端W及二極管D3 的陽極相連，二極管D3的陰極同時與NPN型BJT管Q5的集電極、二極管D4的陰極W及電 容Cs的一端相連，電容Cs的另一端同時與二極管D5的陽極W及二極管D6的陰極相連，二 極管D6的陽極與電感L3的一端相連，電感L3的另一端同時與輸出電容Co的一端、輸出電 壓Vo的正端W及負(fù)載Zl的一端相連，負(fù)載Zl的另一端同時與輸出電壓Vo的負(fù)端、輸出電 容Co的另一端、二極管D5的陰極、NPN型BJT管Q5的發(fā)射極、NPN型BJT管Q6的發(fā)射極、 NPN型BJT管Q7的發(fā)射極、電阻R5的一端、電阻R6的一端、NPN型BJT管Ql的發(fā)射極、NPN 型BJT管Q2的發(fā)射極、NPN型BJT管Q3的發(fā)射極、NPN型BJT管Q4的發(fā)射極、二極管Dl的 陽極W及二極管D2的陽極相連，NPN型BJT管Ql的基極同時與電阻Rl的另一端、NPN型 BJT管Q3的集電極W及受控電流源組Ml的端口a相連，NPN型BJT管Q3的基極同時與電 阻R3的另一端、電阻R5的另一端W及NPN型BJT管Q6的基極相連，NPN型BJT管Q6的集 電極同時與電阻R7的一端、受控電流源組Ml的端口c、NPN型BJT管Q7的集電極W及NPN 型BJT管Q5的基極相連，電阻R7的另一端同時與二極管D7的陰極W及二極管D8的陰極 相連，輸入電容Ci的另一端同時與交流電源vac的負(fù)端、電阻R2的一端、電感L2的一端W 及二極管D8的陽極相連，電感L2的另一端同時與NPN型BJT管Q2的集電極、二極管D2的 陰極、電阻R4的一端W及二極管D4的陽極相連，NPN型BJT管Q2的基極同時與電阻R2的 另一端、NPN型BJT管Q4的集電極W及受控電流源組Ml的端口b相連，NPN型BJT管Q4的 基極同時與電阻R4的另一端、電阻R6的另一端W及NPN型BJT管Q7的基極相連。
[0008] 進(jìn)一步，電阻Rl兩端并聯(lián)加速電容Cl,電阻R2兩端并聯(lián)加速電容C2,電阻R3兩 端并聯(lián)加速電容C3,電阻R4兩端并聯(lián)加速電容C4,電阻R7兩端并聯(lián)加速電容C5。該優(yōu)選 方案能加速所述自激式BJT型無橋化kPFC整流電路的動態(tài)特性。
[0009] 再進(jìn)一步，所述受控電流源組Ml包括NPN型BJT管化UNPN型BJT管化2、NPN型 BJT管化3、電阻RaU電阻Ra2、電阻Ra3、電阻Ra4、電阻Ra5、電阻Ra6、電阻Ra7、電阻RaS 和電阻Ra9,電阻Ra3的一端為受控電流源組Ml的端口a,電阻Ra6的一端為受控電流源組 Ml的端口b，電阻Ra9的一端為受控電流源組Ml的端口C，電阻RaS的另一端與NPN型BJT 管Qal的集電極相連，NPN型BJT管Qal的基極同時與電阻Ral的一端W及電阻Ra2的一 端相連，電阻Ral的另一端與交流電源vac的正端相連，電阻Ra6的另一端與NPN型BJT管 Qa2的集電極相連，NPN型BJT管Qa2的基極同時與電阻Ra4的一端W及電阻Ra5的一端相 連，電阻Ra4的另一端與交流電源vac的負(fù)端相連，電阻Ra9的另一端與NPN型BJT管化3 的集電極相連，NPN型BJT管化3的基極同時與電阻Ra?的一端W及電阻RaS的一端相連， 電阻Ra?的另一端與二極管D8的陰極相連，NPN型BJT管Qal的發(fā)射極同時與NPN型BJT 管Qa2的發(fā)射極、NPN型BJT管Qa3的發(fā)射極、電阻Ra2的另一端、電阻RaS的另一端、電阻 RaS的另一端W及輸出電壓Vo的負(fù)端相連。所述自激式BJT型無橋化kPFC整流電路具有 輸入電壓前饋功能。
[0010] 更進(jìn)一步，所述受控電流源組Ml包括NPN型BJT管郵UNPN型BJT管郵2、NPN型 BJT管郵3、電阻化1、電阻化2、電阻化3、電阻化4、電阻化5和電容Cbl,電阻化1的一端為 受控電流源組Ml的端口曰，電阻化2的一端為受控電流源組Ml的端口b，電阻化3的一端為 受控電流源組Ml的端口C，電阻化1的另一端與NPN型BJT管郵1的集電極相連，電阻化2 的另一端與NPN型BJT管郵2的集電極相連，電阻化3的另一端與NPN型BJT管郵3的集 電極相連，NPN型BJT管郵1的基極同時與NPN型BJT管郵2的基極、NPN型BJT管郵3的 基極、電容Cbl的一端、電阻化4的一端W及電阻化5的一端相連，電容Cbl的另一端同時 與電阻化5的另一端、輸出電壓Vo的正端、NPN型BJT管Qbl的發(fā)射極、NPN型BJT管郵2 的發(fā)射極W及NPN型BJT管郵3的發(fā)射極相連，電阻化4的另一端與輸出電壓Vo的負(fù)端相 連。所述自激式BJT型無橋化kPFC整流電路具有輸出穩(wěn)壓功能。
[0011] 本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思為：隨著新型半導(dǎo)體材料器件的發(fā)展，新材料（如SiC)的BJT 已表現(xiàn)出了較小的驅(qū)動損耗、很低的電阻系數(shù)、較快的開關(guān)速度、較小的溫度依賴性、良好 的短路能力W及不存在二次擊穿等諸多優(yōu)點。在中小功率的無橋化kPFC整流電路中采用 新材料的BJT，不但可W獲得低功耗，而且還可W簡單化全控型器件的驅(qū)動電路。無橋化k PFC整流電路中的全控型器件采用BJT，利用BJT工作性能的優(yōu)點并運用自激電路技術(shù)可同 時實現(xiàn)電路簡單、高效率、易自啟動等性能。
[0012] 本發(fā)明的有益效果主要表現(xiàn)在：自激式BJT型無橋化kPFC整流電路具有將交流 電能高質(zhì)量地轉(zhuǎn)換成直流電能的能力，而且輸出直流電壓的絕對值可W大于、小于或等于 輸入交流電壓的幅值，電路簡單、驅(qū)動效率高、自啟動容易、適合于多種控制方法。
【附圖說明】
[0013] 圖1是本發(fā)明基本的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2是本發(fā)明加速動態(tài)特性后的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015] 圖3是本發(fā)明實施例1的電路圖。
[0016] 圖4是本發(fā)明實施例2