[发明专利]可变电感的高效率高PF值DCM Boost PFC变换器

说明书

本发明公开了可变电感的高效率高PF(功率因数)值DCM Boost PFC(电感电流断续模式升压功率因数校正)变换器，包括主功率电路和控制电路，其中控制电路包括输入电压采样电路、输出电压采样电路、第一限幅电路、第二限幅电路、DSP(数字信号处理器)模块、隔离驱动电路和受控电流源电路；由DSP模块的ADC(模数转换)子模块采集输入电压和输出电压数据，并进行相关算法处理，由其EPWM(增强型脉宽调制模块)子模块输出变换器的占空比信号，驱动开关管；由DAC(数模转换)子模块输出控制可变电感所需的电压信号。本发明提高了变换器的功率因数，提高了变换器的开关周期利用率，减小了输入电流峰值，减小了开关管的导通损耗，变换器的效率得到了提升。

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，特别涉及可变电感的高效率高PF值DCMBoostPFC变换器。

背景技术

功率因数校正(PowerFactor Correction,PFC)变换器可以减小输入电流谐波，提高输入功率因数，提升电能质量。其中，DCM BoostPFC变换器因升压开关管Q_b零电流开通，升压二极管D_b无反向恢复，被广泛应用于中小功率场合。传统定占空比控制的DCMBoostPFC变换器开关频率恒定、控制简单，但是其开关周期内的电感电流存在断续阶段，导致电感电流峰值高，输入功率因数低，变换器效率低。姚凯在《ANovel Control SchemeofDCMBoostPFC Converter》中提出采用变占空比控制能够将变换器的PF值提高至接近于1，且变换器的电感电流峰值降低，效率提高。但是，开关周期的电感电流仍然存在断续阶段。

若能在每个开关周期中进一步提高电感电流断续阶段占一个开关周期的比例，甚至接近完全利用，则电感电流峰值进一步减小，进而电流应力降低和变换效率提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种控制电路简单、控制效果良好、升压电感可变的高效率DCMBoostPFC变换器，并在整个90V～264VAC输入电压范围内将PF值和开关周期利用率提高至1。

实现本发明目的的技术解决方案为：可变电感的高效率高PF值DCMBoostPFC变换器，包括主功率电路和控制电路，主功率电路包括输入电压源v_in、EMI滤波器、整流电路RB、LC滤波器、可变升压电感L_b、升压开关管Q_b、升压二极管D_b、输出电容C_o和负载R_Ld；控制电路包括输入电压采样电路、输出电压采样电路、第一限幅电路、第二限幅电路、DSP模块、隔离驱动电路和受控电流源电路；

其中主功率电路分别与输入电压采样电路、输出电压采样电路、受控电流源电路和隔离驱动电路相连；输入电压采样电路与第一限幅电路相连；输出电压采样电路与第二限幅电路相连；DSP模块分别与第一限幅电路、第二限幅电路、受控源电路和隔离驱动电路相连；

由DSP模块的ADC子模块采集输入电压和输出电压数据，并进行相关算法处理，由其EPWM子模块输出开关管的驱动信号，由DAC子模块输出控制可变电感所需的电压信号。