[发明专利]一种分段定导通时间控制的CRM降压-升降压变换器

说明书

本发明公开了一种分段定导通时间控制的CRM降压‑升降压变换器。该变换器包括主功率电路和控制电路，控制电路包括输入电压前馈电路、第一乘法器、RS触发器和比较器、第一选通开关、切换信号产生电路、输出电压反馈电路、与门和非门、开关管驱动电路和输出电压采样电路；控制电路根据主功率电路的输入电压前馈和输出电压反馈产生控制信号，驱动主功率电路中的两个开关管工作，使得变换器在一个工频周期内工作在Buck阶段和Buck/Boost阶段的导通时间不同，使输入电流更接近与输入电压同相位的正弦波，在输入电压范围内将PF值提高。本发明提高了变换器的功率因数，并具有电感电流峰值小、开关管导通损耗小、所需二极管应力小的优点。

技术领域

本发明涉及电能变换装置的交流-直流变换器技术领域，特别是CRM降压-升降压变换器的分段定导通时间控制方法。

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、成本低等优点。从80年代发展以来，各国学者从控制策略、电路拓扑、小信号建模等角度对有源功率因数校正技术(APFC) 进行了深入的研究，并取得了一系列的研究成果。就目前而言，APFC技术新的一个研究热点是对PFC电路拓扑的研究。理论上任何一种DC/DC变流器拓扑都能作为PFC 变换器的拓扑，但到目前为止，传统的有源PFC还是广泛采用Boost拓扑。虽然Boost PFC是一种提高功率因数、降低电流谐波的有效方式，但是在低压输入时的损耗较大，是制约其发展的瓶颈，而Buck PFC由于Buck电路自身降压的特性，使得输入输出电压较为接近，可以使其在整个输入电压范围内都能保持较高的效率，另外，Buck PFC 输出电压低、共模EMI噪声小、无需浪涌限制器和主电感小等这些优点都使得Buck PFC 逐渐成为功率因数校正技术的一个研究热点。

但是Buck PFC变换器存在固有的死区即输入电压低于输出电压时电路不工作，限制了PF值的提高，所以提出了Buck-Buck/Boost PFC变换器，当输入电压低于输出电压时，Buck/Boost工作，当输入电压高于输出电压时，Buck工作。传统的CRM Buck-Buck/BoostPFC变换器每个开关周期的导通时间相同，虽然控制简单、二极管没有反向恢复问题，但是存在电感电流峰值大、EMI差模特性差、开关管导通损耗大， PF值在低压处较低的缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电感电流峰值小、开关管导通损耗小、所需二极管应力小的分段定导通时间控制的CRM降压-升降压变换器，从而在整个90V～264V AC输入电压范围内将PF值提高至接近于1。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种分段定导通时间控制的CRM降压-升降压变换器，采用该控制方法的变换器包括主功率电路和控制电路；