[发明专利]一种快速瞬态响应的数字功率因数变换器及其控制方法

摘要

一种快速瞬态响应的数字功率因数变换器，设有EMI滤波器、整流电路、Boost型变换器功率级主拓扑结构、两个分压单元、三个A/D采样转换单元、预测控制单元、PID控制单元、占空比修正单元和数字脉冲调制器，交流电压AC连接EMI滤波器的输入端，EMI滤波器的输出端与整流电路的输入端连接，第二分压单元的输入端连接整流电路的输出端也是主拓扑结构的输入端，第一分压单元的输入端与主拓扑的输出端连接，三个A/D采样转换单元的输出端分别连接预测控制单元，输出信号和参考电压信号Vref比较后输出电压误差信号和输出电压误差偏差信号至PID控制单元，占空比修正单元的输出信号与PID控制单元的输出信号相乘后连接数字脉冲调制器，数字脉冲调制器的输出端连接主拓扑结构中MOS管Q的栅极。

主权项

一种快速瞬态响应的数字功率因数变换器，其特性在于：设有EMI滤波器、整流电路、Boost型变换器功率级主拓扑结构、两个分压单元、三个A/D采样转换单元、预测控制单元、PID控制单元、占空比修正单元和数字脉冲调制器；输入交流电压AC连接EMI滤波器的输入端，交流电压AC一端接地，EMI滤波器的输出端与整流电路的输入端连接；第二分压单元的输入端连接在整流电路的输出端上，也是Boost型变换器功率级主拓扑结构的输入端，由两个分压电阻R3和R4串联构成，电阻R3与R4的串接端连接第一A/D采样转换单元的输入端，电阻R3的另一端连接整流电路的一个输出端，电阻R4的另一端连接整流电路的另一个输出端；Boost型变换器功率级主拓扑结构包括电感L、MOS管Q、二极管D、电容C和输出负载电阻R，电感L的一端连接整流电路与电阻R3连接的那个输出端，电感L的另一端连接MOS管Q的漏极和二极管D的正端，二极管D的负端与电容C的一端、输出负载电阻R的一端连接在一起，电容C的另一端、输出负载电阻R的另一端、MOS管Q的源极共同连接整流电路与电阻R4连接的那个输出端；第一分压单元的输入端与主拓扑的输出端连接，由两个分压电阻R1和R2串联构成，电阻R1与R2的串接端连接第三A/D采样转换单元的输入端，电阻R1的另一端连接主拓扑结构中二极管D的负端，电阻R2的另一端与MOS管Q的源极以及第二A/D采样转换单元的输入端连接在一起；第一、第二、第三A/D采样转换单元的输出端分别连接预测控制单元的三个输入端，预测控制单元的输出信号和参考电压信号Vref共同输入到比较器，比较器分别输出电压误差信号和输出电压误差偏差信号至PID控制单元，第一A/D采样转换单元的输出信号还连接占空比修正单元输入端，占空比修正单元的输出信号与PID控制单元的输出信号经乘法器相乘后连接数字脉冲调制器的输入端，数字脉冲调制器的输出端连接主拓扑结构中MOS管Q的栅极。