[发明专利]CRM图腾柱PFC变换器母线电压尖峰抑制电路和方法

说明书

本发明公开了一种CRM图腾柱PFC变换器母线电压尖峰抑制电路和方法，该方案通过设计一种三电平驱动电路来改变MOSFET工作模态；三电平驱动电路包括两驱动电源、隔离驱动芯片、开关管和两个二极管，一二极管与一驱动电源串联后与开关管的源极连接，形成电源一组，另一二极管与另一驱动电源串联后与开关管的漏极连接，形成电源二组，第一隔离驱动芯片输出侧供电管脚与开关管的源极相连，输出端与工频开关管的栅极相连，并对MOSFET的工作模态进行切换，使工频桥臂的MOSFET在输入电压过零附近先工作在饱和状态，限制母线电容的放电电流，随后切换到开关状态减小导通损耗，进而对母线电压尖峰进行有效抑制的同时，不影响系统效率。

技术领域

本发明公开了一种通过MOSFET（开关管）混合控制来抑制CRM图腾柱PFC母线电压尖峰的方法，属于电力电子变换器技术领域。

背景技术

在“碳中和”和“碳达峰”目标的驱使下，电动汽车V2G(Vehicle to grid)技术成为趋势。这源于V2G技术不仅能实现电动汽车和电网的双向互动，同时也是未来智能电网不可或缺的重要发展方向之一。随之而来的，作为实现电动汽车V2G技术的关键，电动汽车双向充电机的性能至关重要。CRM图腾柱无桥PFC(Power Factor Correction)因为具有效率高、成本低和具有双向功能等优点，因此被广泛应用。

当CRM图腾柱的输入电压在零附近时电感电流很小，此时用于电感电流过零检测的比较器两端的电压差相应也很小，因此就会出现电感电流过零检测信号丢失或错误的情况，这会导致电感电流产生尖峰。为了避免电感电流过零检测信号出错，在输入电压过零附近需要设置一段工频死区时间，在这段时间内高频管和工频管都将处于关闭状态，此时MOSFET漏源极电压基本不变。当工频死区时间结束，工频桥臂的MOSFET开始导通，其结电容两端的电压会发生变化，此时母线电容需要给结电容进行充电来满足KVL定律。因此在母线电容给工频管结电容充电的时候会与线路上的寄生电感产生震荡从而导致直流母线电压产生尖峰。由于该尖峰含有高频分量且会叠加在母线电压的二次纹波之上，后级DC/DC变化器只能对二次纹波起到抑制作用，对于该尖峰束手无策，因此该尖峰会通过DC/DC变换器传输到负载端，在一些敏感设备应用上是不允许的，需要对其进行抑制。

发明内容

本发明为了解决现有技术中存在的问题，提供一种对MOSFET的工作模态进行切换来抑制尖峰的方法。

为了达到上述目的，本发明提出的技术方案为：一种CRM图腾柱PFC变换器母线电压尖峰抑制电路，包括主功率电路和驱动电路；

所述主功率电路包括EMI滤波器、升压电感、高频开关管S₁、高频开关管S₂、工频开关管S₃、工频开关管S₄、输出母线电容和负载；工频开关管S₃的源极和工频开关管S₄的漏极相连，构成工频桥臂；所述EMI滤波器输出端分别与升压电感的一端和工频桥臂中点相连；升压电感的另一端分别与高频开关管S₁源极和高频开关管S₂漏极相连；高频开关管S₁漏极与工频开关管S₃的漏极相连，高频开关管S₂源极与工频开关管S₄的源极相连；输出母线电容的两端分别与负载的两端和工频桥臂的两端连接；