[发明专利]一种无源PFC谐振变换器及其控制方法

权利要求书

1.一种无源PFC谐振变换器，其特征在于，

包括整流桥、无源PFC电路、母线电容C1、谐振电路、开关管S1、控制电路、变压器T1、整流电路和供电电容C2，所述整流桥输入端接入交流电压Vin，所述整流桥输出端正极与母线电容C1第一端连接，所述无源PFC电路第一端与整流桥输出端负极连接，母线电容C1第二端与无源PFC电路第二端连接，所述开关管S1与无源PFC电路并联，所述控制电路采样母线电容C1两端电压以及谐振电流方向，所述控制电路根据母线电容C1两端电压以及谐振电流方向控制开关管S1的通断，所述谐振电路第一端和第三端分别与所述母线电容C1两端连接，所述谐振电路的第二端与整流桥输出端负极连接，所述变压器T1的初级线圈串联接入所述谐振电路，所述变压器T1的次级线圈通过整流电路与供电电容C2连接，所述供电电容C2两端具有稳定的直流电压或直流电流输出；

所述无源PFC电路包括二极管D5和电容C6，二极管D5阴极与整流桥输出端负极连接，二极管D5阴极作为无源PFC电路第一端，二极管D5阳极与母线电容C1第二端连接，二极管D5阳极作为无源PFC电路第二端，电容C6与二极管D5并联。

2.根据权利要求1所述的一种无源PFC谐振变换器，其特征在于，

所述控制电路包括电压采样单元、反馈调节单元、电流判断单元和驱动控制单元；

所述电压采样单元两端连接在母线电容C1的两端并采样母线电容C1的电压，所述电压采样单元输出电压采样信号到反馈调节单元；

所述反馈调节单元将接收电压采样信号与电压基准信号Vref比较，并将差值放大后作为反馈信号输出给驱动控制单元；

所述电流判断单元检测谐振电路的谐振电流方向，当谐振电流的方向为流出无源PFC电路第一端时，输出信号给驱动控制单元；

所述驱动控制单元的输出端连接开关管S1的控制端，使开关管S1在谐振电流的方向为流出无源PFC电路第一端期间内的某时刻或者该期间结束的时刻开始导通，所述驱动控制单元根据反馈信号控制开关管S1的导通时长，所述导通时长使开关管S1导通状态至少延续至谐振电流换向时刻后。

3.根据权利要求2所述的一种无源PFC谐振变换器，其特征在于，

所述反馈调节单元包括集成运放放大器A1、电阻R3和电容C4，所述集成运放放大器A1的反相输入端与所述电压采样单元输出端以及所述电容C4第一端连接，所述电容C4第二端通过所述电阻R3与所述集成运放放大器A1的输出端连接，所述集成运放放大器A1的同相输入端与电压基准信号Vref连接，所述集成运放放大器A1的输出端与所述驱动控制单元连接。

4.根据权利要求2或3所述的一种无源PFC谐振变换器，其特征在于，

所述电流判断单元包括电流互感器Ct、比较器A2、电容C5和二极管D2，所述电流互感器Ct一次线圈串联接入所述谐振电流路中，所述电流互感器Ct二次线圈一端接地，所述电流互感器Ct二次线圈另一端与所述二极管D2阳极连接，所述二极管D2阴极与所述比较器A2反相输入端以及电容C5一端连接，电容C5另一端以及比较器A2同相输入端与电流基准信号Iref连接，比较器A2的输出端与所述驱动控制单元连接。

5.根据权利要求2或3所述的一种无源PFC谐振变换器，其特征在于，

所述驱动控制单元包括导通控制子单元和关断控制子单元，所述导通控制子单元接收所述电流判断单元输出的判断信号，所述导通控制子单元根据该判断信号输出控制开关管S1导通的信号；

所述关断控制子单元接收反馈调节单元输出的反馈信号，根据该反馈信号确定所述开关管S1的导通时长，并根据所述开关管S1的导通时刻和该导通时长确定关断时刻，在关断时刻输出控制开关管S1关断的信号。

6.根据权利要求2所述的一种无源PFC谐振变换器，其特征在于，所述开关管S1的导通时长小于所述谐振电路开关周期的一半。