[发明专利]降低图腾柱PFC电路中工频尖刺的方法

说明书

本发明涉及一种降低图腾柱PFC电路中工频尖刺的方法，包括如下步骤：在交流输入电压过零时设置有维持设定时间的死区；死区结束后，所述低频开关桥臂上的一个开关管过零启动，且控制该低频开关管实现完全导通的速度，使该低频开关管在其有效的驱动电平到来后在设定的导通时间内实现完全导通；所述高频开关桥臂上的高频开关管的开始软启动，通过设定个数的高频开关周期，得到高频开关管的驱动信号的占空比，并使所述高频开关桥臂上的两个高频开关管进入同步模式。实施本发明的降低图腾柱PFC电路中工频尖刺的方法，具有以下有益效果：其工频尖刺较低、容易实现。

技术领域

本发明涉及电力电子学领域，更具体地说，涉及一种降低图腾柱PFC电路中工频尖刺的方法。

背景技术

图腾柱PFC电路因采用SIC或者GAN器件作为高频开关管，硅MOS作为低频开关管替代工频整流二极管以适应交流输入的正负半周转换，所以其传输损耗较小，转换效率高，在中大功率AC/DC应用场合普遍使用。但是，现有的图腾柱PFC电路，实际应用中在交流过零的时候，容易产生工频尖刺，这种工频尖刺不仅影响输入电流THD，在母线上也会产生尖刺电压；后级DC/DC通常没有办法处理或很难处理这类工频尖刺，导致低压输出端也存在工频尖刺，影响设备使用。现有的图腾柱PFC电路中产生工频尖刺的原因非常复杂，但其主要原因在于：在交流输入的正负半周切换时，低频开关桥臂的中点电平由于两个低频开关管的切换，在0V和较高电压(例如400V)之间切换，且切换速度很快；这种情况产生很强的工频尖刺。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述工频尖刺较强的缺陷，提供一种降低图腾柱PFC电路中工频尖刺的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种降低图腾柱PFC电路中工频尖刺的方法，所述图腾柱PFC电路包括低频开关桥臂和高频开关桥臂；所述低频开关桥臂用于改变所述图腾柱PFC电路中储能电感和储能电容与输入电压端的连接关系以适应所述图腾柱电路的输入电压的正负半周转换；所述高频开关桥臂用于改变所述输入电压端、储能电感和储能电容之间的连接关系以实现储能电感的充电和所述储能电感对所述储能电容放电；所述方法包括如下步骤：

在交流输入电压过零时设置有维持第一设定时间的死区；在所述死区中，不输出所述高频开关桥臂和低频开关桥臂上的开关管的驱动信号，使其均不导通；

死区结束后，所述高频开关桥臂上的一个高频开关管的开始软启动，通过设定个数的高频开关周期，得到高频开关管的驱动信号的当前占空比，并使所述高频开关桥臂上的两个高频开关管进入同步模式；

所述低频开关桥臂上的一个开关管过零启动，且控制该低频开关管实现完全导通的速度，使该低频开关管在其有效的驱动电平到来后在第二设定时间内实现完全导通。

更进一步地，所述低频开关桥臂包括两个低频开关管，所述两个低频开关管通过各自的一个开关端连接，所述两个低频开关管未连接的两个开关端分别形成所述低频开关桥臂的两端，连接的两个开关端为所述低频开关桥臂的中点。

更进一步地，所述低频开关管包括场效应管，一个所述场效应管的源极和另一个所述场效应管的漏极连接得到所述低频开关桥臂的中点；通过在所述低频开关管的漏极和栅极之间并接一个设定容值的电容来实现对其完全导通的时间或第二设定时间的控制。

更进一步地，通过在所述低频开关管的栅极上串联一个电阻，使得所述电阻和所述延迟电容配合，调节所述第二设定时间的范围。

更进一步地，所述高频开关桥臂上的高频开关管通过逐步增加该高频开关管的导通时间实现软启动。

更进一步地，所述高频开关桥臂上的高频开关管的软启动包括：

一个高频开关管以最小的占空比开始导通，并在其后的设定数量个高频开关周期中，均匀加大上述占空比；

同时，计算得到高频开关驱动信号的环路计算占空比D；