[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

说明书

本发明公开了一种基于分段变电感的频率最优控制的CRM（Critical conduction mode，电感电流临界连续模式）升压变换器。该变换器包括主功率电路、CRM控制和驱动电路、输出电压反馈电路、乘法器、整流后输入电压分压电路和可变电感控制电路，其中整流后输入电压分压电路的输出端连接乘法器的输入端，输出电压反馈电路的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；主功率电路中的可变电感在半个工频周期内通过可变电感控制电路实时施加不同的偏置电流，分段调整电感值。本发明实现了CRM升压PFC（Power Factor Correction，功率因数校正）变换器开关频率变化范围最大程度的减小，提高了变换器效率，同时还能实现单位功率因数。

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，特别涉及一种基于分段变电感的频率最优控制的CRM升压变换器。

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，目前已得到广泛应用。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。

有源PFC变换器可以采用多种电路拓和控制方法，其中Boost PFC变换器是常用的PFC变换器之一。其中CRM Boost PFC变换器一般应用在中小功率场合，其优点是开关管零电流开通、升压二极管无反向恢复、PF高等，但是其开关频率随输入电压和负载的变化而变化，电感和EMI滤波器的设计较复杂。

针对CRM Boost PFC变换器开关频率变化范围大这一缺点，张震在《All-FixedSwitching Frequency Control of CRM Boost PFC Converter Based on VariableInductor in a Wide Input Voltage Range》一文中在已有的注入谐波方法上与变电感技术相结合，实现了电压宽范围内开关频率全部恒定。这种方法输入电流的谐波均满足IEC61000-3-2 Class D标准，同时开关频率在宽电压范围内都定在了30kHz。但是，该研究方法控制电路复杂，同时在输入电压较高时，功率因数下降越明显，大大增加了对电网的谐波污染。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于分段变电感的频率最优控制的CRM升压变换器，克服了传统控制下CRM升压PFC变换器开关频率变化范围大的问题，提高了变换器的效率，同时还能保证单位功率因数。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于分段变电感的频率最优控制的CRM升压变换器，包括主功率电路和控制电路；