[发明专利]一种基于混合导通模式的新型单相PFC电路和控制方法

说明书

本发明公开了一种基于混合导通模式的新型单相PFC电路，包括主电路和分别与其连接的电流采样电路、电压采样电路、信号调理电路，信号调理电路分别与主电路、电流采样电路、电压采样电路连接，信号调理电路采用混合导通模式的单周期控制，使用连续导通模式、不连接导通模式两种控制模式。本发明还提供了一种基于混合导通模式的新型单相PFC电路的控制方法。本发明采用混合导通的模式，大大减小升压电感的尺寸，提高功率密度；采用单周期控制的控制策略进行控制，具有良好的控制效果和更快的响应速度，快速精准的负载调整、抗干扰能力强、控制规律简单、容易实现等优点，实现网侧电流正弦化、单位功率因数、直流侧电压恒定。

技术领域

本发明属于单相电能变换领域，具体涉及一种基于混合导通模式的新型单相PFC电路和控制方法。

背景技术

如今单相功率因数校正电路可谓无处不在，即整流电路；各个功率级别工业应用场合都会用到功率因数校正电路，因此对功率因数校正电路的研究和改进非常有必要。目前最常用的功率因数校正电路有很多，例如不可控二极管全桥整流、PWM整流、混合整流等等，而对于不控整流有个比较严重的问题就是输入端电流谐波含量十分丰富，而这对电网的危害是非常大的。PWM整流电路改善谐波一缺点，它谐波含量低、功率因数高。随着整流技术的发展，出现多电平拓扑电路，降低功率开关管所承受的电压应力，同时电流中谐波的含量也降低、电压中的纹波含量少。

近年来，随着整流变换器在工业中的应用越来越广泛，对于提高整流器的效率、功率密度、可靠性、功率因数、输入端电流谐波的问题研究就变得刻不容缓。

发明内容

本发明的目的是解决上述问题，提供一种基于混合导通模式的新型单相PFC电路和控制方法，改善单相功率因数校正电路效率低、功率密度低、可靠性低、功率因数低、输入端电流谐波含量高的缺点。

本发明的技术方案是一种基于混合导通模式的新型单相PFC电路，包括主电路和分别与其连接的电流采样电路、电压采样电路，还包括信号调理电路，信号调理电路分别与主电路、电流采样电路、电压采样电路连接，信号调理电路采用混合导通模式的单周期控制，使用连续导通模式、不连接导通模式两种控制模式。

主电路包括电感L、电容CL、开关管VT和整流桥，整流桥包括二极管VD1、二极管VD2、二极管VD3、二极管VD4，二极管VD1正极分别与二极管VD2负极、电感L连接，电感L另一端连接到工频交流电源，二极管VD3正极与二极管VD4负极连接，连接处连接到工频交流电源，二极管VD1负极分别与二极管VD3负极、二极管VD5正极连接，二极管VD5负极与电容CL连接，电容CL的另一端与二极管VD6正极连接，二极管VD6分别与二极管VD2正极、二极管VD4正极连接，开关管VT的漏极与二极管VD1的负极连接，开关管VT的源极与二极管VD2的正极连接。

信号调理电路包括依次连接的第一积分电路、第二积分电路、加法电路、运算放大器U5、触发器RS2，还包括第三积分电路、模式选择电路，第三积分电路与加法电路连接，模式选择电路经二极管VD7与第三积分电路连接，模式选择电路经二极管VD10分别与第一积分电路、第二积分电路连接，触发器RS2经二极管VD8与第三积分电路连接，触发器RS2经二极管VD9分别与第一积分电路、第二积分电路连接。

模式选择电路包括运算放大器U8和触发器RS1，运算放大器U8输出端与触发器RS1的R端连接，运算放大器U8输出端经非门与触发器RS1的S端连接。

电压采样电路包括运算放大器U7、电容C5、电容C6、电阻R9、电阻R10，电阻R9与运算放大器U7的反相输入端连接；电阻R10与电容C5串联，电阻R10的另一端连接到运算放大器U7的反相输入端，电容C5的另一端与运算放大器U7的输出端连接；电容C6的一端与运算放大器U7的反相输入端连接，电容C6的另一端与运算放大器U7的输出端连接。