[发明专利]一种单级无桥软开关谐振隔离型功率因数校正电路

摘要

本发明公开了一种无桥软开关谐振隔离型功率因数校正电路及其控制方法，属于电力电子技术领域。功率因数校正电路，包括无桥输入端，所述无桥输入端包括输入电感、第一开关管、第二开关管、第一寄生电容、第二寄生电容、第一整流二极管、第二整流二极管、第一反并联二极管、第二反并联二极管，功率因数校正电路还包括第三开关管、钳位电容、第三反并联二极管、谐振电感、原边电容、隔离变压器、副边电容、副边整流桥、输出电容；在一个开关周期内，采用有源钳位技术，实现主开关管和辅开关管的零电压开通。本发明的电路和控制方法，具有能实现输入输出电压隔离、所需元器件少、转换效率高、控制简单和功率因数高等优点。

主权项

1.一种无桥软开关谐振隔离型功率因数校正电路控制方法，功率因数校正电路包括无桥输入端，所述无桥输入端包括输入电感、第一开关管、第二开关管、第一寄生电容、第二寄生电容、第一整流二极管、第二整流二极管、第一反并联二极管、第二反并联二极管，所述无桥软开关谐振隔离型功率因数校正电路还包括第三开关管、钳位电容、第三反并联二极管、谐振电感、原边电容、隔离变压器、副边电容、副边整流桥、输出电容；输入电感一端连接输入端电源正极，输入电感另一端连接在第一开关管的发射极与第二开关管的集电极之间，输入端电源负极连接在第一整流二极管的阳极与第二整流二极管的阴极之间，第一开关管的集电极依次连接第一整流二极管的阴极、第三开关管的发射极和原边电容，谐振电感连接在原边电容和隔离变压器之间，第二开关管的发射极依次连接第二整流二极管的阳极、钳位电容负极、隔离变压器原边的另一端，第三开关管的集电极连接钳位电容的正极，第一寄生电容、第一反并联二极管均并联在第一开关管的集电极和发射极之间，第二寄生电容、第二反并联二极管均并联在第二开关管的集电极和发射极之间，第三反并联二极管并联在第三开关管的集电极和发射极之间，副边整流桥一端通过副边电容连接变压器副边，副边整流桥另一端连接输出电容，其特征在于，所述控制方法通过在工作周期内控制开关管导通和关断来实现，所述工作周期具体包括：第一阶段：第一开关管和第二主开关管导通，第三开关管关断，输入电感电流线性增加，谐振电感电流增加，但其方向为负，谐振电容电压增加，隔离变压器副边电流为负，副边电容电压减小，且谐振电感电流由负值逐渐增加到零，给输出电容充电，输出电压增加；第二阶段：第一开关管和第主开关管保持导通，第三开关管保持关断，输入电感电流保持线性增加，谐振电感电流由负变正，原边电容开始放电，原边电容电压开始减小，隔离变压器副边电流由负变正，副边电容开始充电，副边电容电压升高，输出电容电压升高；第三阶段：第一开关管和第二开关管开始关断，第三开关管保持关断，输入电感电流开始线性减小,谐振电感电流也开始减小，但依然为正值，输入电感电流给第二开关管的第二寄生电容充电，第二寄生电容电压开始升高，副边电流保持为正值，并给副边电容充电，副边电容电压增加，第三开关管的第三反并联二极管开始导通，开始给钳位电容充电；第四阶段：第一开关管和第二开关管保持关断,第三开关管开通，输入电感电流保持线性减小，谐振电感电流开始减小，但方向为正，直至减小到零，副边电流保持正值并给副边电容充电，副边电容电压增加，输出电容电压增加，直至谐振电感电流减小到零；第五阶段：第一开关管和第二开关管关断，第三开关管开通，谐振电感电流开始由零反向增加，钳位电容开始放电，副边电流开始反向变成负值，副边电容电压减小，输入电感电流保持线性减小；第六阶段：第三开关管关断，谐振电感电流开始减小,方向为负，此时谐振电感中存储的能量大于第二寄生电容存储的能量，第二寄生电容电压将被放电至零，此时第一开关管、第二开关管的反并联二极管导通，若此时开通第一开关管、第二开关管，则第一开关管、第二开关管处于零电压开通状态，另一个周期开始。