[实用新型]一种含非线性电感的双向开关型无桥PFC电路

说明书

本实用新型涉及一种含非线性电感的双向开关型无桥PFC电路。交流电流源AC的正极经电感L1与开关管S1的漏极、二极管D1的阳极、二极管D2的阴极，交流电流源AC的负极接GND，并与开关管S2的漏极、电容C1、C2的一端、电阻R1、R2的一端连接，开关管S1的源极与开关管S2的源极连接，开关管S3的源极与二极管D1的阴极、电容C1的另一端连接，开关管S3的漏极与电阻R1的另一端、电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端经电阻R4连接至GND，开关管S4的源极与电阻R2的另一端连接，开关管S4的漏极与二极管D2的阴极、电容C2的另一端连接，控制芯片的控制端与开关管S1、S2、S3、S4的栅极连接。本实用新型电路结构简单，易于实现。

技术领域

本实用新型涉及一种含非线性电感的双向开关型无桥PFC电路。

背景技术

随着无桥PFC技术的发展，除了对其电路拓扑的广泛研究之外，对其控制策略的研究也是一大热点。而对于无桥PFC控制算法的研究，目前的文献主要集中在电流内环的设计上，常用的算法之一有单周期控制。单周期控制即OCC(One Cycle Control)，属于一种非线性开关控制技术，具有控制方法简单、动态响应快、控制精度高、鲁棒性强的特点，它是通过控制开关的占空比，使每个开关周期中开关变量的平均值严格等于或者正比于控制参考量。平均输入电流跟踪参考电流且不受负载电流的约束，即使负载电流具有很大的谐波也不会使输入电流发生畸变。它最大的特点是使平均值在一个周期内严格跟踪参考给定，每个周期的开关误差不会带入下一个周期。

在已有的外文文献Predictive Current Controlled 5-kW Single-PhaseBidirectional Inverter With Wide Inductance Variation for DC-MicrogridApplications中，就有提到在一个周期中，一个5kW单相双向逆变器，电感电流的变化是0-32A，由磁化曲线可知，这将导致滤波电感具有宽电感量的变化，从最大值到最小值将大概有7倍的变化，从而影响变换器的大电流纹波和稳定性。

而含非线性电感直接用单周期控制，由于单周期控制的控制参数是调好就固定的，一旦带非线性电感，会导致输出波形质量变差，功率因数降低。因此，有必要研究和设计一个相应的含非线性电感的双向开关型无桥PFC电路能把这种变化考虑在内，以确保变换器能正常的工作。而采用模糊控制算法与单周期控制算法相结合，可以解决该问题。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种含非线性电感的双向开关型无桥PFC电路，该电路结构简单，易于实现。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种含非线性电感的双向开关型无桥PFC电路，包括交流电流源AC，开关管S1、S2、S3、S4，二极管D1、D2，电容C1、C2，电阻R1、R2、R3、R4，电感L1，控制芯片；交流电流源AC的正极经电感L1与开关管S1的漏极、二极管D1的阳极、二极管D2的阴极，交流电流源AC的负极接GND，并与开关管S2的漏极、电容C1的一端、电容C2的一端、电阻R1的一端、电阻R2的一端连接，开关管S1的源极与开关管S2的源极连接，开关管S3的源极与二极管D1的阴极、电容C1的另一端连接，开关管S3的漏极与电阻R1的另一端、电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端经电阻R4连接至GND，开关管S4的源极与电阻R2的另一端连接，开关管S4的漏极与二极管D2的阴极、电容C2的另一端连接，所述控制芯片的第一AD采集端与交流电流源AC的正极连接，控制芯片的第二AD采集端与电阻R3和R4的连接点连接，控制芯片的第一控制端与开关管S1的栅极、开关管S2的栅极连接，控制芯片的第二控制端与开关管S3的栅极、开关管S4的栅极连接。

在本实用新型一实施例中，所述控制芯片采用TM28027。

在本实用新型一实施例中，所述控制芯片还连接有由电容C3、电容C4、电阻R5组成的滤波电路。