[发明专利]一种提高DCM升压PFC变换器临界电感的装置及方法

权利要求书

1.一种提高DCM升压PFC变换器临界电感的装置，其特征在于，包括DCM BOOST PFC变换器主功率电路(1)、数字信号处理模块(2)、隔离采样电路(3)、过零检测电路(5)和驱动电路(11)；

所述数字信号处理模块(2)包括中断生成正弦单元(8)、模数转换单元(6)、峰值检测单元(9)、占空比Dy计算单元(10)以及PWM生成单元(7)；

所述DCM BOOST PFC变换器主功率电路(1)包括交流输入电压源v_in、整流桥RB、开关管Q_b、续流二极管D_b、滤波器LC、升压电感L_b、输出滤波电容C_o和负载R_Ld，所述开关管Q_b的漏极与续流二极管D_b的阳极、升压电感L_b的一端相连，升压电感L_b的另一端与滤波器LC连接，续流二极管D_b的阴极与输出滤波电容C_o的正极相连，负载R_Ld并联在输出滤波电容C_o两端，开关管Q_b的源极和输出滤波电容C_o的负极通过滤波器LC的另一端连接到整流桥，从而返回电源构成回路；

所述模数转换单元(6)包括2个ADC转换器，隔离采样电路(3)包括K₀、K₁、K₂三路，其中K₀路采集输出电压V_o并通过一个ADC转换器接入占空比Dy计算单元(10)；K₁路采集输入整流电压v_g并通过另一个ADC转换器接入峰值检测单元(9)，峰值检测单元(9)的输出端接入占空比Dy计算单元(10)；K₂路采集输入电压源v_in并通过过零检测电路(5)和中断生成正弦单元(8)接入占空比Dy计算单元(10)；占空比Dy计算单元(10)的输出端经过PWM生成单元(7)及驱动电路(11)，接入DCM BOOST PFC变换器主功率电路(1)中开关管Q_b的栅极；

所述数字信号处理模块(2)产生变化规律为的占空比的驱动信号，驱动DCM BOOST PFC变换器主功率电路(1)的开关管Q_b；

其中：α＝V_m/V_o，V_m为输入电压的峰值，V_o为输出电压，P_o为输出功率，f_s为开关频率，L_b为升压电感，ω为输入电压源v_in的角频率，分别表示三、五次谐波量的峰值；

所述分别表示三、五次谐波量的峰值，公式如下：

2.根据权利要求1所述的提高DCM升压PFC变换器临界电感的装置，其特征在于，所述的数字信号处理模块(2)为DSP芯片TMS320F28335。

3.一种提高DCM升压PFC变换器临界电感的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、模数转换单元(6)设置2个ADC转换器，隔离采样电路(3)设置K₀、K₁、K₂三路；

步骤2、隔离采样电路(3)中，K₀路采集输出电压V_o并通过一个ADC转换器接入占空比Dy计算单元(10)；K₁路采集输入整流电压v_g并通过另一个ADC转换器接入峰值检测单元(9)，峰值检测单元(9)检测出输入电压的峰值V_m，并输出至占空比Dy计算单元(10)；K₂路采集输入电压源v_in并通过过零检测电路(5)和中断生成正弦单元(8)产生与输入电压同相的正弦信号，并输出至占空比Dy计算单元(10)；

步骤3、占空比Dy计算单元(10)根据输入电压峰值V_m、输出电压V_o、同相正弦信号以及相关已知参数，计算得到输入电流中注入三五次谐波后对应的占空比；

步骤4、步骤3所得占空比经过PWM生成单元(7)及驱动电路(11)得到驱动信号；

步骤5、驱动信号驱动DCM BOOST PFC变换器主功率电路(1)中开关管Q_b运行；

步骤3所述占空比Dy计算单元(10)根据输入电压峰值V_m、输出电压V_o、同相正弦信号以及相关已知参数，计算得到输入电流中注入三五次谐波后对应的占空比d，公式为：

其中：α＝V_m/V_o，V_m为输入电压的峰值，V_o为输出电压，P_o为输出功率，f_s为开关频率，L_b为升压电感，ω为输入电压源v_in的角频率，分别表示三、五次谐波量的峰值；

所述分别表示三、五次谐波量的峰值，公式如下：