專利名稱：可并聯(lián)工作的功率因數(shù)校正變換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的可并聯(lián)工作的功率因數(shù)校正變換器屬于電能變換裝置，尤其是功率因數(shù)校正變換器。
背景技術(shù)：
為了實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)校正，功率因數(shù)校正變換器往往要采樣輸入電流，該電流的采樣方法有兩類1.用高頻電流互感器分別采樣流過(guò)開關(guān)管Q的電流iQ和流過(guò)二極管D的電流iD、然后合成輸入電感電流iL，如圖1。
2.用采樣電阻Rs采樣，如圖2。
變換器模塊并聯(lián)工作時(shí)必須通過(guò)某種均流控制方法使并聯(lián)模塊之間的輸出電流均衡度滿足一定的要求，為此，首先需要采樣輸出電流，可以在圖1上再用一個(gè)電流采樣互感器實(shí)現(xiàn)，如圖3，這樣一來(lái)就需要用3個(gè)電流采樣互感器，電路復(fù)雜、成本增加；另一種均流控制的方法是，考慮到每個(gè)并聯(lián)模塊的工作效率基本上是相同的，因此控制輸入電流均流、即可實(shí)現(xiàn)輸出電流均衡，也就是說(shuō)，用圖1的電流采樣電路實(shí)現(xiàn)輸入電流波形控制和均流，這樣雖然不增加采樣電路的復(fù)雜性，但由于輸出功率不變時(shí)、輸入電流隨輸入電壓而變，因此這樣一來(lái)，在負(fù)載不變的情況下均流母線電壓也會(huì)因輸入電壓不同而不同。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種電路簡(jiǎn)單、成本低，能滿足功率因數(shù)校正變換器并聯(lián)工作時(shí)實(shí)現(xiàn)并聯(lián)模塊之間輸出電流均衡要求的電流采樣電路，構(gòu)成可并聯(lián)工作的功率因數(shù)校正變換器。
本發(fā)明的可并聯(lián)工作的功率因數(shù)校正變換器的具體組成是，整流橋的正輸出端經(jīng)輸入電感后分成兩路，一路由第一電流互感器原邊與開關(guān)管串聯(lián)；另一路由第二電流互感器原邊與二極管正端串聯(lián)，二極管的負(fù)端連接輸出濾波電容正端；上述兩個(gè)支路的負(fù)端連于整流橋負(fù)輸出端。第一電流互感器副邊與第一采樣二極管串聯(lián)，以及第二電流互感器副邊與第二采樣二極管串聯(lián)，這兩路電流互感器副邊電路并聯(lián)后連于輸入電流采樣電阻，構(gòu)成輸入電流采樣電路，其特點(diǎn)是第三采樣二極管串聯(lián)輸出電流采樣電阻后也連于第二電流互感器副邊，構(gòu)成輸出電流采樣電路，從而構(gòu)成了輸入輸出電流綜合采樣電路。在不增加電流采樣互感器的前提下，可以同時(shí)采樣輸入和輸出電流、實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)校正和并聯(lián)均流控制。


圖1采用電流互感器采樣輸入電流的功率因數(shù)校正變換器原理2采用采樣電阻采樣輸入電流的功率因數(shù)校正變換器原理3采用3個(gè)電流互感器分別采樣輸入和輸出電流的功率因數(shù)校正變換器原理4采用本發(fā)明輸入輸出電流綜合采樣電路的功率因數(shù)校正變換器原理5本發(fā)明實(shí)施例電路原理1～圖4中的符號(hào)名稱L—電感，iL—電感電流，iQ—開關(guān)管電流，iD—二極管電流，CT1、CT2—電流互感器，Q—開關(guān)管，D、D1、D2、D3—二極管，is、iso—采樣電流，Rs、Rso—采樣電阻，io—輸出電流，Vs、Vso—采樣電壓。
具體實(shí)施例方式由圖4可知，本發(fā)明的具體組成是，整流橋的正輸出端經(jīng)輸入電感L后分成兩路，一路由第一電流互感器CT1原邊與開關(guān)管Q串聯(lián)；另一路由第二電流互感器CT2原邊與二極管D正端串聯(lián)，二極管的負(fù)端連接輸出濾波電容正端；上述兩個(gè)支路的負(fù)端連于整流橋負(fù)輸出端。第一電流互感器CT1副邊與第一采樣二極管D1串聯(lián)，以及第二電流互感器CT2副邊與第二采樣二極管D2串聯(lián)，這兩路電流互感器副邊電路并聯(lián)后連于輸入電流采樣電阻Rs，構(gòu)成輸入電流采樣電路，其特點(diǎn)是第二電流互感器的原副邊匝比是第一電流互感器原副邊匝比的兩倍，并且第三采樣二極管D3串聯(lián)輸出電流采樣電阻Rso(其阻值與Rs相等)后連于第二電流互感器副邊，構(gòu)成輸出電流采樣電路，由此構(gòu)成了輸入輸出電流綜合采樣電路。從而實(shí)現(xiàn)了在不增加電流采樣互感器的前提下，可以同時(shí)采樣輸入和輸出電流，達(dá)到了功率因數(shù)校正和并聯(lián)均流控制的目的，且簡(jiǎn)化了電路，降低了成本，提高了變換器的功率密度。
本發(fā)明的電流采樣的基本工作原理是1)開關(guān)管Q導(dǎo)通期間，互感器CT1采樣流過(guò)Q的電流iQ；二極管D截止、CT2副邊電流為零(CT2磁恢復(fù)電流極小、可以忽略)，即is＝iD1＝iQ/n，iD2＝iD3＝02)同理，開關(guān)管Q截止期間，CT1副邊電流為零；二極管D導(dǎo)通、互感器CT2采樣流過(guò)D的電流iD(CT1磁恢復(fù)電流極小、可以忽略)，并且即Rso與Rs分流CT2副邊電流，即is＝iD2＝iso＝iD3＝(iD/(n/2))/2＝iD/n，iD1＝0由于iQ與iD合成電感電流iL，因此由1)和2)即可得到is＝iL/niso＝iD/n可見，圖4中輸入電感電流的采樣結(jié)果仍與已有技術(shù)圖1相同，通過(guò)采樣電阻Rs轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)vs；而iso通過(guò)采樣電阻Rso轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)vso，vso濾除交流分量后得到的直流分量Vso即為流過(guò)二極管D的平均電流Io、也就等于平均輸出電流Io的采樣值(濾波電路圖4中未畫出)vs＝Rs*iL/nvso＝Rso*iD/n，Vso＝Rso*ID/n＝Rso*Io/n實(shí)施例圖5是兩個(gè)功率因數(shù)校正模塊并聯(lián)工作的例子，采用本發(fā)明的輸入輸出電流綜合采樣電路。兩個(gè)并聯(lián)模塊共用整流橋、共同向負(fù)載Ro供電，兩個(gè)模塊通過(guò)均流線連接。應(yīng)用平均電流法原理實(shí)現(xiàn)均流控制。以其中的模塊1為例說(shuō)明工作原理。
采用UC3854功率因數(shù)校正控制器。與本發(fā)明電流采樣電路直接相關(guān)的電路環(huán)節(jié)是輸入電流采樣信號(hào)vs由R20、C20阻容濾波后經(jīng)R21引入U(xiǎn)C3854的‘Mult Out’端子，用于變換器模塊1輸入電流控制；輸出電壓采樣信號(hào)vf引入U(xiǎn)C3854的‘VSENSE’端子，用于變換器模塊1的輸出穩(wěn)壓控制；輸出電流采樣信號(hào)vso由R11、C11阻容濾波后再經(jīng)運(yùn)算放大器電路反向放大、得到信號(hào)vsf，然后通過(guò)電阻、均流母線、和差動(dòng)放大器得到環(huán)流信號(hào)vid，vid經(jīng)過(guò)電阻R19也接到UC3854的‘VSENSE’端子、通過(guò)調(diào)節(jié)本模塊的輸出電壓來(lái)調(diào)節(jié)本模塊分擔(dān)的負(fù)載電流，實(shí)現(xiàn)并聯(lián)模塊之間輸出均流。
權(quán)利要求
1.一種可并聯(lián)工作的功率因數(shù)校正變換器，包括整流橋的正輸出端經(jīng)過(guò)輸入電感(L)后分成兩路，一路由第一電流互感器(CT1)原邊與開關(guān)管(Q)串聯(lián)；另一路由第二電流互感器(CT2)原邊與二極管D正端串聯(lián)，二極管的負(fù)端連接輸出濾波電容正端；上述兩個(gè)支路的負(fù)端同時(shí)連于整流橋負(fù)輸出端；第一電流互感器(CT1)副邊及第一采樣二極管(D1)與第二電流互感器(CT2)副邊及第二采樣二極管(D2)組成并聯(lián)回路后再與輸入電流采樣電阻(Rs)串聯(lián)構(gòu)成輸入電流采樣電路，其特征在于還包括由第三采樣二極管(D3)串聯(lián)輸出電流采樣電阻(Rso)連于第二電流互感器(CT2)副邊構(gòu)成的輸出電流采樣電路，從而構(gòu)成了輸入輸出電流綜合采樣電路，實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)校正變換和并聯(lián)均流控制。
全文摘要
一種可并聯(lián)工作的功率因數(shù)校正變換器，包括由整流橋，輸入電感(L)，開關(guān)管(Q)，二極管D，輸出濾波電容，兩個(gè)電流互感器(CT
文檔編號(hào)H02M3/28GK1556579SQ200410013880
公開日2004年12月22日 申請(qǐng)日期2004年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月12日
發(fā)明者邢巖, 朱成柏, 邢 巖 申請(qǐng)人:南京航空航天大學(xué)