專利名稱：一種三態升壓型功率因數校正電路的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種功率因數校正電路，尤其是具有快速動態響應的一種三態升壓型功率因數校正電路。
背景技術：
為了減小電力電子裝置對電網的諧波污染，需要采用功率因數校正(PFC)技術。升壓型功率因數校正(PFC)變換器因具有良好的穩態性能，已經成為目前應用最廣泛的有源功率因數校正電路的首選拓撲，其工作模式分為電感電流連續模式(CCM)和電感電流斷續模式(DCM)。然而，工作于CCM模式的升壓型PFC變換器對負載變化的動態響應能力差，工作于DCM模式的升壓型PFC變換器開關管電流應力較大，限制了其輸出功率范圍。為了克服CCM模式和DCM模式的不足，有學者研究得出:恒定開關頻率變換器還可工作于偽連續導電模式(PCCM)。文獻表明，工作于PCCM模式的變換器，其帶載能力高于DCM模式，且具有優于CCM模式和DCM模式的動態響應速度。
實用新型內容為了克服升壓型PFC變換器工作于CCM模式和DCM模式時存在的以上不足，本實用新型提供一種三態升壓型功率因數校正電路，通過增加輔助開關管，改造傳統升壓型PFC變換器的結構，使變換器工作于PCCM模式，能夠有效提高變換器對負載的響應速度，簡化控制器設計的復雜性。本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:該三態升壓型功率因數校正電路包括交流電源AC、二極管D1、D2、D3、D4、D5和D6、電感L、主開關管Q2、輔助開關管Q1、電容C和負載R ;二極管Dl、D2、D3和D4連接構成不控整流橋，交流電源AC連接整流橋的輸入端，整流橋輸出依次連接電感L和二極管D6的陽極，電感L兩端并聯有輔助開關管Ql和二極管D5，二極管D6陽極連接到主開關管Q2的漏極，主開關管Q2的源極接地，二極管D6陰極連接有并聯的電容C和負載R。通過控制主開關管Q2和輔助開關管Ql的驅動脈沖時序，該三態升壓型功率因數校正電路工作于PCCM模式，在一個開關周期內有3個工作模態:(I)電感充電模態:主開關管Q2導通、輔助開關管Ql關斷，二極管D6反偏關斷，電感L電流線性增大，電容C向負載R放電；(2)電容充電模態:主開關管Q2和輔助開關管Ql均關斷，二極管D6導通，電感L向電容C及負載R放電，電感L電流線性減小；(3)慣性模態:主開關管Q2關斷、輔助開關管Ql導通，二極管D6反偏關斷，電感L電流經過輔助開關管Ql和二極管D5續流且保持不變(非零)，電容C向負載R放電。由于慣性模態的存在，以上3個工作模態中任意2個工作模態均為自由變量，簡化了控制器設計的復雜性。本實用新型的有益效果是:通過增加輔助開關管，改造傳統升壓型PFC變換器的結構，使變換器工作于PCCM模式，能夠有效提高變換器對負載的響應速度，簡化控制器設計的復雜性。
以下結合附圖對本實用新型作進一步說明。
圖1是本實用新型的電路結構圖。圖2是本實用新型的主開關管Q2、輔助開關管Ql的驅動脈沖時序和電感L電流的波形圖。圖中:％:主開關管Q2驅動脈沖；％:輔助開關管Ql的驅動脈沖；八:電感L電流；r:一個開關周期；匕、t2、t,:一個開關周期內電感充電模態、電容充電模態和慣性模態的工作時間。
具體實施方式
在圖中，該三態升壓型功率因數校正電路包括交流電源AC、二極管Dl、D2、D3、D4、D5和D6、電感L、主開關管Q2、輔助開關管Q1、電容C和負載R ;二極管Dl、D2、D3和D4連接構成不控整流橋，交流電源AC連接整流橋的輸入端，整流橋輸出依次連接電感L和二極管D6的陽極，電感L兩端并聯有輔助開關管Ql和二極管D5，二極管D6陽極連接到主開關管Q2的漏極，主開關管Q2的源極接地，二極管D6陰極連接有并聯的電容C和負載R。在圖中，通過控制主開關管Q2和輔助開關管Ql的驅動脈沖時序，該三態升壓型功率因數校正電路工作于PCCM模式，在一個開關周期內有3個工作模態:(I)電感充電模態:主開關管Q2導通、輔助開關管Ql關斷，二極管D6反偏關斷，電感L電流線性增大，電容C向負載R放電；(2)電容充電模態:主開關管Q2和輔助開關管Ql均關斷，二極管D6導通，電感L向電容C及負載R放電，電感L電流線性減小；(3)慣性模態:主開關管Q2關斷、輔助開關管Ql導通，二極管D6反偏關斷，電感L電流經過輔助開關管Ql和二極管D5續流且保持不變(非零)，電容C向負載R放電。由于慣性模態的存在，以上3個工作模態中任意2個工作模態均為自由變量，簡化了控制器設計的復雜性。
權利要求1.一種三態升壓型功率因數校正電路，包括交流電源AC、二極管Dl、D2、D3、D4、D5和D6、電感L、主開關管Q2、輔助開關管Q1、電容C和負載R ;其特征是:二極管D1、D2、D3和D4連接構成不控整流橋，交流電源AC連接整流橋的輸入端，整流橋輸出依次連接電感L和二極管D6的陽極，電感L兩端并聯有輔助開關管Ql和二極管D5，二極管D6陽極連接到主開關管Q2的漏極，主開關管Q2的源極接地，二極管D6陰極連接有并聯的電容C和負載R。
專利摘要本實用新型涉及一種三態升壓型功率因數校正電路，包括交流電源AC、二極管D1、D2、D3、D4、D5和D6、電感L、主開關管Q2、輔助開關管Q1、電容C和負載R；二極管D1、D2、D3和D4連接構成不控整流橋，整流橋輸出依次連接電感L和二極管D6的陽極，電感L兩端并聯有輔助開關管Q1和二極管D5。通過控制主開關管Q2和輔助開關管Q1的驅動脈沖時序，該電路工作于PCCM模式，在一個開關周期內有3個工作模態，能夠有效提高變換器對負載的響應速度，簡化控制器設計的復雜性。
文檔編號H02M1/42GK203027134SQ20132001121
公開日2013年6月26日 申請日期2013年1月10日 優先權日2013年1月10日
發明者何慧君, 胡義濤 申請人:中國礦業大學