[发明专利]固定开关频率的CRM Flyback PFC变换器

说明书

本发明公开了一种固定开关频率的CRM Flyback PFC变换器。该变换器包括主功率电路和控制电路，控制电路包括辅助绕组整流电路、控制信号生成电路、分压跟随电路、分压放大电路、两个除法器、加法器和误差调节电路；其中辅助绕组整流电路的输出端接入控制信号生成电路，控制信号生成电路的输出端通过电阻与开关管的栅极相连接；分压跟随电路的输出端分别与两个除法器连接，分压放大电路的输出端与第一除法器、加法器连接、第二除法器顺次连接，第二除法器的输出端接入控制信号生成电路；误差调节电路采样输出电压，与参考电压进行比对，经光耦隔离送入控制信号生成电路中。本发明实现了开关频率在工频周期内为恒定值，并且减小了输出电压纹波。

技术领域

本发明涉及电能变换装置的交流-直流变换器技术，特别是一种固定开关频率的CRM Flyback PFC变换器。

背景技术

功率因数校正(Power Factor Correction,PFC)变换器可以减小输入电流谐波，提高输入功率因数，在电子电力技术中得到了广泛应用。PFC变换器分为有源和无源两种方式，相对于无源方式来说，有源方式具有输入功率因数高、体积小、成本低的优点，因此，有源功率因数校正(active power factor correction,APFC)技术获得越来越广泛的应用。

APFC变换器可以采用多种电路拓和控制方法，其中Flyback PFC变换器是最常用的APFC变换器之一。根据Flyback PFC变换器开关管关断期间内副边二极管电流是否持续导通，可将其分为三种工作模式，即电感电流连续模式(Continuous Current Mode, CCM)，电感电流临界连续模式(Critical Continuous Current Mode,CRM)，电感电流断续模式(Discontinuous Current Mode,DCM)。CRM Flyback PFC变换器一般应用于中小功率场合，其优点是成本低、结构简单、具有输入和输出隔离、开关管损耗低等。但是其开关频率随输入电压和负载的变化而变化，且电感和EMI滤波器的设计较复杂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种固定开关频率的CRM Flyback PFC变换器，采用变导通时间控制，使得工频周期内开关频率为恒定值，并且能够减小输出电压纹波。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种固定开关频率的CRM Flyback PFC变换器，包括主功率电路和控制电路；

所述的主功率电路包括输入电压源v_in、EMI滤波器、二极管整流电路RB、变压器T₁、开关管Q_f、第十八电阻R_s、二极管D_f、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的输出正极与变压器T₁的第一绕组N_p的同名端连接，变压器T₁的第一绕组N_p的异名端接入开关管Q_f的漏极，开关管Q_f的源极与第十八电阻R_s连接，变压器T₁的第二绕组N_z的同名端与参考电位零点连接，变压器T₁的第三绕组N_s的异名端与二极管D_f的阳极连接，二极管D_f的阴极分别与滤波电容C_o的一端和负载R_Ld的一端连接，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；