[发明专利]一种临界连续模式单位功率因数反激变换器控制方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及电力控制设备，尤其是一种反激功率因数校正变换器的控制方法及其装置。

背景技术

近年来，电力电子技术迅速发展，作为电力电子领域重要组成部分的电源技术逐渐成为应用和研究的热点。开关电源以其效率高、功率密度高的特点而确立了其在电源领域中的主流地位，但其通过整流器接入电网时会存在一个致命的弱点：功率因数较低(一般仅为0.45～0.75)，且在电网中会产生大量的电流谐波和无功功率而污染电网。抑制开关电源产生谐波的方法主要有两种：一是被动法，即采用无源滤波或有源滤波电路来旁路或消除谐波；二是主动法，即设计新一代高性能整流器，它具有输入电流为正弦波、谐波含量低以及功率因数高等特点，即具有功率因数校正功能。开关电源功率因数校正研究的重点主要是功率因数校正电路拓扑的研究和功率因数校正控制集成电路的开发。传统的有源功率因数校正电路一般采用Boost-升压拓扑，这是因为Boost变换器具有控制容易、驱动简单以及功率因数可以接近于1等优点，但是Boost功率因数校正变换器在低输出电压时，其功率因数却很低。在小功率的应用场合中，主要采用Buck-降压拓扑和反激变换器，但是在Buck电路实现PFC时，由于当输入电压低于输出电压时，不传递能量，输入电流为0，交越失真严重；而反激变换器在整个工频周期内都可以传递能量，功率因数和总谐波畸变都优于Buck变换器，因此更加适用于PFC领域当中。反激功率因数校正变换器通常有断续模式和临界连续模式两种工作模式。断续模式反激功率因数校正变换器可以自动获得单位功率因数，但是由于其较大的峰值电流，使得开关管的导通损耗很大从而影响变换器的效率。传统的临界连续模式反激功率因数校正变换器，其控制方式如图1所示，图2为其原边电流、副边电流和输入电流的波形，其开关管电流的峰值包络为标准正弦波，虽然效率比断续模式反激功率因数校正变换器高，但是不能获得单位功率因数，功率因数和总谐波畸变都比断续模式反激功率因数校正变换器差。

发明内容

鉴于现有技术的以上不足，本发明的目的是提供一种新颖的反激功率因数校正变换器的控制方法，使之克服现有技术的不足。

本发明实现其发明目的，所采用的技术方案是：

一种临界连续模式单位功率因数反激变换器的控制方法，其具体作法是：

一种工作在临界连续模式单位功率因数反激变换器的控制方法，使临界连续模式反激变换器获得单位功率因数，反激变换器控制电路包括输出电压采样与误差放大器电路、电流过零检测电路、PWM产生电路、峰值包络运算电路以及驱动电路；通过控制电路使反激变换器工作在临界连续模式，反激变换器原边开关管的电流峰值包络由峰值包络运算电路控制，原边开关管的电流峰值在工频周期内随着输入电压和输出电压的变化而变化；通过对辅助绕组电压的检测，当变压器副边电流过零时，导通开关管Q，控制反激变换器始终工作在临界连续模式；所述的峰值包络运算电路的运算方法是：匝比N与输出电压相乘后的值N*V_o，与输入电压V_in(t)的瞬时值相加，相加的结果再与输入电压V_in(t)的瞬时值和误差放大器的输出电压V_comp相乘，经过峰值包络运算电路运算后，临界连续模式反激功率因数校正器的原边开关管电流峰值在工频周期内随着输入电压、输出电压的变化而变化，从而获得单位功率因数；其中匝比N为反激变换器变压器原边绕组匝数与副边绕组匝数的比值；所述PWM产生电路中，当变压器副边电流过零时刻，电流过零检测电路控制RS-触发器，使开关管Q导通，控制反激变换器工作在临界连续模式；当原边开关管电流检测电阻R_cs两端电压V_cs大于峰值包络运算电路产生的V_MO(t)信号时，使开关管Q关断，反激变换器原边开关管的电流峰值受误差放大器输出电压V_comp、输入电压V_in(t)和输出电压V_o的控制；设定误差放大器电路的补偿使整个环路的截止频率远小于工频(一般为10～20Hz)，误差放大器输出信号V_comp在半个工频周期内维持不变。

本发明的另一目的是提供一种实现以上功率因数校正方法的装置。其具体构造采用：