[发明专利]一种基于分段变电感的频率最优控制的CRM升压变换器

权利要求书

1.一种基于分段变电感的频率最优控制的CRM升压变换器，其特征在于，包括主功率电路和控制电路；

所述主功率电路包括输入电压源v_in、EMI滤波器、二极管整流电路RB、可变电感L_bVI、开关管Q_b、二极管D_b、滤波电容C和负载R_Ld；所述输入电压源v_in与EMI滤波器的输入端口连接，EMI滤波器的输出端口与二极管整流电路RB的输入端口连接，二极管整流电路RB的输出负极为参考电位零点，二极管整流电路RB的输出正极与可变电感L_bVI的一端连接，可变电感L_bVI另一端分别接入开关管Q_b的漏极D和二极管D_b的阳极，Q_b的漏极连接到参考电位零点，二极管D_b的阴极分别与滤波电容C的一端和负载R_Ld的一端连接，滤波电容C的另一端和负载R_Ld的另一端均连接参考电位零点，负载R_Ld两端的电压为输出电压V_o；主功率电路中升压电感为可变电感L_bVI，其电感值在半个工频周期内通过实时施加不同的偏置电流来调整电感值；在输出功率为120W，输出电压为400V的工况下，若电感在半个工频周期内分为四段，由于半个工频周期内电感值关于电角度曲线的对称关系，第二段和第三段感值相等，即半个工频周期内需要两个电感值，则输入电压有效值90VAC时，在0～0.185π和0.815π～π电角度内控制电感值为0.929mH，在0.185π～0.815π时，控制电感值为0.767mH，此时频率变化范围为30～36.3kHz；输入电压有效值110VAC时，在0～0.19π和0.81π～π电角度内控制电感值为1.314mH，在0.19π～0.81π时，控制电感值为1.027mH，此时频率变化范围为30～38.3kHz；输入电压有效值176VAC时，在0～0.213π和0.787π～π电角度内控制电感值为2.644mH，在0.213π～0.787π时，控制电感值为1.625mH，此时频率变化范围为30～48.7kHz；输入电压有效值220VAC时，在0～0.238π和0.762π～π电角度内控制电感值为3.169mH，在0.238π～0.762π时，控制电感值为1.494mH，此时频率变化范围为30～63.5kHz；输入电压有效值264VAC时，在0～0.292π和0.708π～π电角度内控制电感值为2.498mH，在0.292π～0.708π时，控制电感值为0.645mH，此时频率变化范围为30～115.8kHz；保证了宽电压范围下，最低开关频率都为30kHz且频率变化范围大大减小；

所述的控制电路包括CRM控制和驱动电路、输出电压反馈电路、整流后输入电压分压电路、乘法器和可变电感控制电路；所述CRM控制和驱动电路的输出端与开关管Q_b的门极G连接；输出电压反馈电路输入端连接主功率电路的输出电压V_o的正极，输出端连接乘法器的一个输入端；整流后输入电压分压电路的输入端与整流后输入电压采样点V_g即二极管整流电路RB的输出正极连接，输出端连接乘法器的另一个输入端；乘法器的输出端连接CRM控制和驱动电路的一个输入端；可变电感控制电路的一个输入端与整流后输入电压采样点V_g即二极管整流电路RB的输出正极连接，另一个输入端与CRM控制和驱动电路的输出端相连，输出端连接到主功率电路的可变电感L_bVI控制端上。