[发明专利]电压调节电路

说明书

技术领域

本发明涉及基本电子电路领域，特别涉及电压调节电路。

背景技术

现有的有源功率因数校正技术应用电流反馈技术，使输入端电流波形跟踪交流输入正弦电压波形，可以使电流接近正弦，从而使输入端电流THD得到优化，而功率因数可以提高到0.99甚至更高。THD(Total Harmonic Distortion)是用电器源电流谐波含量占基波电流含量百分比。

从原理上说，任何一种直流/直流变换器(即DC/DC变换器)拓扑，如Buck、Boost、flyback等，都可以用作有源功率因数校正的主电路。但是，由于Boost变换器的特殊优点，应用于功率因数校正电路更广泛。

一般有源功率因数校正电路采用UC3854、L4981等功率因数校正专用控制芯片实现输入电流对交流输入正弦电压的跟踪，但传统功率因数校正芯片控制芯片存在一个问题，即控制芯片的电压环基准均为固定值，即功率因数校正电路输出母线电压为固定值，在此将功率因数校正电路的输出电压称之为功率因数校正电路母线电压；而功率因数校正电路的后级电路一般接直流/直流变换器(DC/DC变换器)，或者直流/交流变换器(DC/AC变换器)，在一些情况下，需要改变功率因数校正电路母线电压，来解决后级拓扑特定输出情况下出现的问题。一般直流/直流变换器可采用谐振变换器、移相全桥变换器、正激变换器等。

以串联谐振变换器为例，串联谐振直流/直流变换器采用谐振变换技术，由于谐振元件工作在正弦谐振状态，开关管上的电压自然过零，可以实现零电压开通，电源损耗很小。这种拓扑通常采用变频调制(Pulse frequency modulation，简称PFM)方式，通过改变工作频率来稳定输出电压。图1为半桥SRC串联谐振直流/直流变换器的基本形式，在对该电路采用变频调制控制时，两个开关管S1、S2互补对称驱动，各导通50％(此为理想值，如考虑死区的设置应为略小于50％)的开关周期。电源输出电压增益M与工作频率f的关系为：

(1),M=VOVin=0.5Qs|ffr-frf|]]>

其中，Vo与Vin分别为输出、输入电压，f为工作频率，

(2),fr=12πLr·Cr]]>

fr为谐振频率，Lr为谐振电感值，Cr为谐振电容值，Po为输出功率。

从式(1)中可以发现，当工作频率f大于谐振频率fr时，工作频率越高，电压增益M越低；同理，当工作频率f小于谐振频率fr时，工作频率越低，电压增益M越低。串联谐振拓扑控制频率f与输出电压Vo的关系曲线如图2所示。由图2可以发现，串联谐振变换器一个主要的难点问题在于轻载和空载条件下输出电压难以稳定。当控制频率大于谐振频率fr，串联谐振拓扑的输出电压随着控制频率的升高而降低，当负载减小至轻载状态时，输出电压趋于平缓，这样为了稳定电压，工作频率需要升得很高，但是工作频率范围过宽会带来磁性器件难以优化的问题。