[发明专利]采用分段变电感的最优PF值定频CRM升压变换器

说明书

本发明涉及电能变换装置的交流‑直流变换器技术领域，特别涉及采用分段变电感的最优PF值定频CRM(Criticalconductionmode，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施加不同的偏置电流，分段调整电感值。本发明实现了CRMBoostPFC(PowerFactorCorrection，功率因数校正)变换器的定频控制，并提高了变换器效率，同时还能保持高功率因数。

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，特别涉及采用分段变电感的最优PF值定频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扑和控制方法，而Boost PFC变换器因其独特的优势成为最常用的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值高等，但是其开关频率随输入电压和负载的变化而变化，这会导致电感和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》一文中将现有的注入谐波方法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，同时输入电压越高时，功率因数下降越明显，大大增加了对电网的谐波污染。刘劲滔在《High Power Factor CRM Boost PFC Converter With Optimum SwitchingFrequency Variation Range Control Based on Variable Inductor》一文中提出了基于可变电感的定开关频率控制方法，定频的同时能保持单位功率因数，但这种方法电感值变化范围过大，因此又提出了分段变电感的折中方案，大大减少了电感值的变化范围，但是是以增大开关频率变化范围作为代价的。

发明内容

本发明的目的在于采用分段变电感的最优PF值定频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。

为解决传统CRM升压PFC变换器的难题，本发明采用了基于分段变电感的最优PF值定频CRM升压变换器，包括主功率电路和控制电路；