自激式BJT型無橋Boost PFC整流電路的制作方法
【技術領域】
[0001 ] 本實用新型涉及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Boost PFC整流電路。
【背景技術】
[0002] 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。
[0003] 傳統Boost PFC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Boost電路而成。為了減小橋式整流電路的損耗，無橋Boost PFC整流電路應運而生。無 橋Boost PFC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。
[0004] 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Boost PFC整流電路中的全控型器件大多 采用M0SFET。但是，M0SFET是電壓型驅動器件，與電流型驅動器件BJT相比，M0SFET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，M0SFET驅動電路 的設計難度相當大。
【發明內容】
[0005] 為克服現有M0SFET型無橋Boost PFC整流電路中M0SFET驅動電路復雜、驅動效 率較低、自啟動性能較差的不足，本實用新型提供一種簡化驅動電路結構、驅動效率較高、 同時獲得易自啟動的性能的自激式BJT型無橋Boost PFC整流電路。
[0006] 本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：
[0007] -種自激式BJT型無橋Boost PFC整流電路，包括輸入電容Ci、NPN型BJT管Q1、 NPN 型 BJT 管 Q2、NPN 型 BJT 管 Q3、NPN 型 BJT 管 Q4、二極管 D1、二極管 D2、二極管 D3、二極 管D4、電感L1、電感L2、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NPN型BJT管Q1的基極電流從而實現對NPN型BJT管Q1工作狀態的 控制以及通過端口 b控制NPN型BJT管Q2的基極電流從而實現對NPN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R1的一 端以及電感L1的一端相連，電感L1的另一端與NPN型BJT管Q1的集電極、二極管D1的陰 極、電阻R3的一端以及二極管D3的陽極相連，二極管D3的陰極同時與二極管D4的陰極、 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，負載Z1的另一端同時與 輸出電壓Vo的負端、輸出電容Co的另一端、電阻R5的一端、電阻R6的一端、NPN型BJT管 Q1的發射極、NPN型BJT管Q2的發射極、NPN型BJT管Q3的發射極、NPN型BJT管Q4的發 射極、二極管D1的陽極以及二極管D2的陽極相連，NPN型BJT管Q1的基極同時與電阻R1 的另一端、NPN型BJT管Q3的集電極以及受控電流源組Ml的端口 a相連，NPN型BJT管Q3 的基極同時與電阻R3的另一端以及電阻R5的另一端相連，輸入電容Ci的另一端同時與交 流電源vac的負端、電阻R2的一端以及電感L2的一端相連，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的一端以及二極管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的集電極以及受控電流源組 Ml的端口 b相連，NPN型BJT管Q4的基極同時與電阻R4的另一端以及電阻R6的另一端相 連。
[0008] 進一步，電阻R1兩端并聯加速電容C1，電阻R2兩端并聯加速電容C2,電阻R3兩 端并聯加速電容C3,電阻R4兩端并聯加速電容C4。該優選方案能加速所述自激式BJT型 無橋Boost PFC整流電路的動態特性。
[0009] 再進一步，所述受控電流源組Ml包括NPN型BJT管Qal、NPN型BJT管Qa2、電阻 Ral、電阻Ra2、電阻Ra3、電阻Ra4、電阻Ra5和電阻Ra6,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Ra3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的一端以及電阻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的一端以及電阻Ra5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Qal的發射極同時與NPN型 BJT管Qa2的發射極、電阻Ra2的另一端、電阻Ra5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Boost PFC整流電路具有輸入電壓前饋功能。
[0010] 再進一步，所述受控電流源組Ml包括NPN型BJT管Qbl、NPN型BJT管Qb2、電阻 Rbl、電阻Rb2和電容Cbl，NPN型BJT管Qbl的集電極為受控電流源組Ml的端口 a，NPN型 BJT管Qbl的集電極為受控電流源組Ml的端口 b，NPN型BJT管Qbl的基極同時與NPN型 BJT管Qb2的基極、電容Cbl的一端、電阻Rbl的一端以及電阻Rb2的一端相連，電容Cbl的 另一端同時與電阻Rbl的另一端以及輸出電壓Vo的正端相連，NPN型BJT管Qbl的發射極 同時與NPN型BJT管Qb2的發射極、電阻Rb2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Boost PFC整流電路具有輸出穩壓功能。
[0011] 本實用新型的技術構思為：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Boost PFC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。
[0012] 無橋Boost PFC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、尚效率、易自啟動等性能。
[0013] 本實用新型的有益效果主要表現在：自激式BJT型無橋Boost PFC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大于輸入交流電壓的幅 值，電路簡單、驅動效率高、自啟動容易、適合于多種控制方法。
【附圖說明】
[0014] 圖1是本實用新型基本的電路結構不意圖。
[0015] 圖2是本實用新型加速動態特性后的電路結構示意圖。
[0016] 圖3是本實用新型實施例1的電路圖。
[0017] 圖4是本實用新型實施例2的電路圖。
[0018] 圖5是本實用新型實施例1的仿真工作波形圖。
[0019] 圖6是本實用新型實施例1的仿真工作波形細節圖。
[0020] 圖7是本實用新型實施例2的仿真工作波形圖。
[0021] 圖8是本實用新型實施例2的仿真工作波形細節圖。
【具體實施方式】
[0022] 下面結合附圖對本實用新型作進一步描述。
[0023] 參照圖1和圖2, 一種自激式BJT型無橋Boost PFC整流電路，包括輸入電容Ci、 NPN 型 BJT 管 Q1、NPN 型 BJT 管 Q2、NPN 型 BJT 管 Q3、NPN 型 BJT 管 Q4、二極管 D1、二極管 D2、 二極管D3、二極管D4、電感L1、電感L2、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NPN型BJT管Q1的基極電流從而實現對NPN型BJT 管Q1工作狀態的控制以及通過端口 b控制NPN型BJT管Q2的基極電流從而實現對NPN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R1的一端以及電感L1的一端相連，電感L1的另一端與NPN型BJT管Q1的集電 極、二極管D1的陰極、電阻R3的一端以及二極管D3的陽極相連，二極管D3的陰極同時與 二極管D4的陰極、輸出電容Co