[发明专利]带辅助电源的改进Boost的PFC电路

说明书

带辅助电源的改进Boost的PFC电路，包括PFC主电路，辅助电源电路，检测和控制电路；Q101与S101是两个互补工作的开关管；当电感绕组电流检测值ILf上升到电流给定上限Vcsu的时候，Q101关断，当电感绕组电流检测值ILf下降到电流给定下限Vcsd的时候，Q101开通；辅助电源整流滤波电路输出电压检测值VF301进入迟滞比较器HCOM301，HCOM301的输出V303为高电平或者低电平，V303进入到二选一模拟开关2‑1SWITCH的控制端，2‑1SWITCH的两个输入端的电压分别为0V和负电压V302，2‑1SWITCH的输出即电流给定下限Vcsd；V303为高电平则Vcsd为0，V303为低电平则Vcsd为V302。

技术领域

本申请涉及电能变换装置的交流-直流变换器技术领域，特别是带辅助电源的改进Boost的PFC电路。

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，已得到广泛应用。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。

有源PFC变换器可以采用多种电路拓扑和控制方法，其中Boost PFC变换器是常用的几种PFC变换器之一；根据电感电流连续与否，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 ContinuousCurrent Mode,CRM)，电感电流断续模式(Discontinuous Current Mode,DCM)。CRM BoostPFC变换器一般应用在中小功率场合，其优点是开关管零电流开通、升压二极管无反向恢复、PF高。

为了解决PFC电路以及后级电路的控制电路的供电问题，现有技术在PFC电路的电感上增加一个与电感绕组耦合的辅助绕组，辅助绕组接入到整流滤波电路，整流滤波电路的输出接入到辅助电源稳压电路，辅助电源稳压电路输出稳定的电压给负载，如图1所示。

图1为现有技术的带辅助电源的Boost PFC电路的结构示意图，工作于CRM模式，包括PFC主电路，辅助电源电路，检测和控制电路。

PFC主电路包括输入电压源Vin、输入滤波电容C101和C102、二极管整流桥P101、PFC电感模块、功率MOS开关管Q101、二极管D101、输出电容C103，以及与输出电容并联的负载R101。

PFC电感模块包括电感绕组和与所述电感绕组耦合的辅助绕组，电感绕组与辅助绕组即T101的原边与副边，原副边之间的漏感用Lr101表示；T101的副边经过限流电阻R301进入D301、D302、C301、C302组成的整流滤波电路，在C301、C302上得到的整流电压经过稳压电路U301的稳压作用，输出稳定电压给负载R302；U301可以是串联稳压电路，也可以是开关稳压电路。

VT101用于输入整流电压检测，VT102用于输出电容电压检测，CT101用于PFC电感模块的电感绕组电流检测。

输出电容电压给定值V202与输出电容电压检测值VF201相减后进入PI调节器，其输出VCOM1经过限幅器后得到VCOM2，VCOM2与输入整流电压检测值VMULT相乘后得到电流给定上限Vcsu。

PFC电路工作于CRM模式，Q101导通，电感绕组电流上升，Q101关断，电感绕组电流下降；当电感绕组电流检测值ILf上升到电流给定上限Vcsu的时候，Q101关断，当电感绕组电流检测值ILf下降到0的时候，Q101开通；比较器ICOMP201用于ILf与Vcsu的比较，比较器ICOMP202用于ILf与0的比较，ICOMP201与ICOMP202的输出进入到RS触发器RSFF201，RSFF201的输出通过驱动器DR101驱动MOS管Q101。

图2为现有技术的带辅助电源的Boost PFC电路的电感绕组电流的波形与二极管D101的电流ID101的波形的示意图。