[发明专利]恒定开关频率控制的CRM降压PFC变换器

权利要求书

1.一种恒定开关频率控制的CRM降压PFC变换器，其特征在于，包括主功率电路(1)和控制电路；

所述主功率电路(1)包括输入电压源v_in、EMI滤波器、二极管整流电路RB、开关管Q_b、二极管D_b、电感L_b、滤波电容C_o和负载R_Ld，其中输入电压源v_in与EMI滤波器的输入端口连接，EMI滤波器的输出端口与二极管整流电路RB的输入端口连接，二极管整流电路RB的输出负极为参考电位零点，二极管整流电路RB的输出正极与开关管Q_b的源极连接，开关管Q_b的漏极分别接入电感L_b的一端和二极管D_b的阴极，电感L_b的另一端分别与滤波电容C_o的一端和负载R_Ld的一端连接，二极管D_b的阳极、滤波电容C_o的另一端和负载R_Ld的另一端均连接参考电位零点，负载R_Ld两端的电压为输出电压V_o；

所述的控制电路包括CRM控制和驱动电路(2)、第一跟随电路(3)、第二跟随电路(4)、减法电路(5)、除法器(6)、输出电压反馈电路(7)；其中CRM控制和驱动电路(2)的输出端与开关管Q_b的栅极连接；第一跟随电路(3)的输入端与输入电压采样点V_g即二极管整流电路RB的输出正极连接，第一跟随电路(3)的输出端A分别与除法器(6)的一个输入端和减法电路(5)的一个输入端连接；第二跟随电路(4)的输入端与主功率电路(1)的输出电压V_o的正极连接，第二跟随电路(4)的输出端B与减法电路(5)的另一个输入端连接；减法电路(5)的输出端C和第一跟随电路(8)的输出端A分别连接除法器(6)的不同输入端；输出电压反馈电路(7)的输入端连接主功率电路(1)的输出电压V_o的正极；

所述的CRM控制和驱动电路(2)包括电感L_z、电阻R_z、电阻R_t、电阻R_d、驱动器、集成芯片L6561；电感L_z的一端连接参考点电位零点、另一端连接电阻R_z的一端，其中电感L_z连接参考电位零点的一端与电感L_b连接开关管Q_b漏极的一端为同名端，集成芯片L6561的过零检测输入端连接电阻R_z的另一端，除法器(6)的输出端D和输出电压反馈电路(7)的输出端分别连接CRM控制和驱动电路(2)中集成芯片L6561的两个输入端，电阻R_t一端连接开关管Q_b的源极，另一端连接集成芯片L6561的第三个输入端，集成芯片L6561的Q端通过驱动器与电阻R_d串联后接入开关管Q_b的栅极；

所述的减法电路(5)包括第三运算放大器A₃、第一电阻R₁、第二电阻R₂、第三电阻R₃、第四电阻R₄；其中第三电阻R₃的一端与第二跟随电路(4)的输出端B连接，第三电阻R₃的另一端与第四电阻R₄一端连接，且第三电阻R₃与第四电阻R₄的公共端接入第三运算放大器A₃的反向输入端，第四电阻R₄的另一端与第三运算放大器A₃的输出端连接，第二电阻R₂的一端与第一跟随电路(3)的输出端A连接，第二电阻R₂的另一端与第一电阻R₁一端连接，第一电阻R₁的另一端连接参考电位零点，且第二电阻R₂与第一电阻R₁的公共端接入第三运算放大器A₃的同向输入端；

以为导通时间变化规律作为控制电路的输出信号驱动开关管Q_b，输入电压采样点v_g经第一运算放大器A₁组成的第一跟随电路得到v_A＝V_msinωt，输出电压V_o同样经第二运算放大器A₂组成的第二跟随电路得v_B＝V_o；V_m和ω分别为输入电压源v_in的幅值和角频率；θ＝arcsin(V_o/V_m)；P_o为变换器的输出功率；v_A与v_B接入减法电路，其输出v_C＝k₁(V_msinωt-V_o)，其中k₁＝R₄/R₃，R₃＝R₂，R₁＝R₄；V_A与v_C接入除法器，其输出v_D＝k₁(V_msinωt-V_o)/V_msinωt；输出电压V_o通过输出电压反馈电路得到误差信号v_EA，v_EA与v_D接入CRM控制和驱动电路的乘法器，其输出电压与电阻R_t上的电压比较后，控制开关管Q_b的关断，电阻R_z上的电压经过零检测后，控制开关管Q_b的开通；其中v_A、v_B、v_C、v_D分别为第一跟随电路(3)、第二跟随电路(4)、减法电路(5)、除法器(6)的电压输出值。