[实用新型]交互式PFC升压拓扑电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种PFC（功率因数校正）拓扑电路，特别涉及一种交互式PFC升压拓扑电路。

背景技术

PFC技术在工业中有着非常广泛的应用。其目的是为了改善电网的效能，提高用电器的功率因数，降低电网的谐波。PFC电路分为固定逻辑式和软件驱动式。软件驱动式PFC由于其灵活性目前广泛应用于变频空调，大功率数字电源等场合，按照其驱动方式分为：单极式和交互式。

1）单极式

如图1所示，单极式的特点是：结构简单。

其中，全桥整流电路D2把交流电整流成脉动直流电，MCU（又称单片微型计算机，下同）或DSP（又称数字信号处理器，下同）根据交流电的过零信号，脉动直流电的瞬时电压值，负载LOAD1的输出功率，ADC1前次采集到的电流值和VBUS的电压值等，输出适当的PWM方波到第一驱动器U1A，继而驱动第一开关器件Q1（MOS管或IBGBT）。随着第一开关器件Q1的导通，第一储能电感L1储能；随着第一开关器件Q1的关断，第一储能电感L1所储的磁能，通过第一整流二极管D1泵到VBUS上并由第一储能电容C1贮存；第三电阻R3是电流检测电阻，第四放大器U5A、第一电阻R1、第二电阻R2、第四电阻R4和第五电阻R5组成平衡式放大电路，第四放大器U5A的输出端ADC1将所测得的第一开关器件Q1的过零电流值通过MCU或DSP的ADC输入管脚传给MCU或DSP。

其存在的缺点是：功率不能太大。

2）、交互式

如图2所示，交错式PFC的特点是：输出功率大。

全桥整流电路D4把交流电整流成脉动直流电，MCU或DSP根据交流电的过零信号，脉动直流电的瞬时电压值，LOAD2的功率，ADC2或ADC3前次采集到的电流值和VBUS的电压值等，交替输出适当的PWM方波到第二驱动器U2A和第三驱动器U2B，继而驱动第二开关器件Q2和第三开关器件Q3（MOS管或IBGBT）与第二储能电感L2、第三整流二极管D3和第三储能电感L3、第五整流二极管D5轮流将所储能量泵到VBUS上并由C2上贮存；第八电阻R8和第十三电阻R13是电流检测电阻，第五放大器U6A、第六电阻R6、第七电阻R7、第九电阻R9、第十电阻R10和第六放大器U6B、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十四电阻R14、第十五电阻R15组成两路平衡式放大电路，第五放大器U6A和第六放大器U6B的输出端ADC2和ADC3将所测得的第二开关器件Q2和第三开关器件Q3的过零电流值通过MCU或DSP的ADC输入管脚传给MCU或DSP。

其存在的缺点是：电路复杂，由于电感和电阻等元件参数的离散性，两路驱动器电路性能一致性差，所输出的PWM脉宽需要分别补偿，软件复杂性高。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种输出功率高、结构简单的交互式PFC升压拓扑电路。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

本实用新型的交互式PFC升压拓扑电路，包括由输入电路、整流电路、PFC主电路和输出电路构成的主回路，以及由采样放大电路、MCU主控电路和PWM驱动电路构成的控制回路，所述PFC主电路由第四储能电感、第四开关器件、第五开关器件、第六整流二极管和第三储能电容构成，其中，第四储能电感输入端与所述整流电路相接，其输出端与第四开关器件的漏极、第五开关器件的漏极和第六整流二极管的正极共接，第四开关器件的源极和第五开关器件的源极均接地，第四开关器件与第五开关器件的栅极均与PWM驱动电路相接，第六整流二极管的负极通过第三储能电容与负载的关联接地。

所述采样放大电路为电流检测电路、VBUS电压检测电路和交流电压检测电路。

所述电流检测电路由电流采样电阻、电压比较放大器、第十六电阻、第十七电阻、第十九电阻和第二十电阻构成，其中，电压比较放大器的正向输入端通过第十七电阻与电流采样电阻的一端、第五开关器件的源极共接并接地，同时，通过第十六电阻、第二十二电阻接往供电电源，电流采样电阻的另一端接于整流电路，电压比较放大器的反向输入端通过第十九电阻接于整流电路，电压比较放大器的输出端接于所述的MCU主控电路。

所述第四开管器件和第五开管器件均为MOS管或IBGBT管。

所述第四开管器件和第五开管器件交替导通和关断。