[发明专利]一种基于可控电流源的快速动态响应CRM升压PFC变换器

说明书

本发明公开了一种基于可控电流源的快速动态响应CRM(Critical conduction mode,临界导通模式)升压PFC(Power factor correction,功率因数校正)变换器，包括主功率电路和控制电路，其中控制电路包括可控线性电流源电路、除法器、输出电流采样电路、输出电压误差放大器、驱动电路、RS触发器、比较器和锯齿波电压信号产生电路。电压型CRM升压PFC变换器通过输出电压误差放大器产生一个误差放大信号v_ea与锯齿波发生交截来产生开关管的关断信号，控制变换器导通时间。本发明利用可控线性电流源电路，当检测到负载变化时，改变可控线性电流源电路输出电流I_dc大小，在v_ea几乎无改变的情况下改变开关管导通时间，使变换器快速进入新的稳态。本发明加快了电压型CRM升压PFC变换器的动态响应速度，超调量理论为零。

技术领域

本发明涉及电能变换装置的交流-直流变换器技术领域，特别是一种基于可控电流源的快速动态响应CRM升压PFC变换器。

背景技术

为了改善PFC变换器的动态响应。目前学术界提出了以下几种方法：第一种是负载电流前馈和输入电压前馈，分别用以给负载和输入电压提供快速补偿，以有效降低输出电压的动态过冲。然而能提供精准补偿的最优前馈增益的选取需要对PFC变换器进行精确的建模；第二种是滑膜控制，但是滑模控制下调节时间仍取决于输出电压环参数配置，并未缩短，而且该方法可能引起输入电流的畸变；第三种是在检测到的输出电压送入误差调节器前消去其纹波分量，但是此种方法的纹波消除电路较为复杂。本发明提出一种基于可控电流源的快速动态响应CRM升压PFC变换器，其控制电路简单，动态响应速度快，超调量理论上能为零。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于可控电流源的快速动态响应CRM升压PFC变换器，在电压型CRM升压PFC变换器加入电流采样电路和可控线性电流源电路，在负载变化时快速改变变换器的主功率开关管导通时间，使变换器达到新的稳态，加快了变换器的动态响应速度，同时减小了超调量。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于可控电流源的快速动态响应CRM升压PFC变换器，包括主功率电路和控制电路，其中主功率电路包括输入电压源v_in、EMI滤波器、二极管整流电路RB、LC滤波器、主电感L_b、零电流检测绕组L_z、零电流检测电阻R_z、主功率开关管Q_b、主功率二极管D_b、输出电流采样电阻R_so、滤波电容C_o和负载R_Ld；控制电路包括可控线性电流源电路、除法器、输出电流采样电路、输出电压误差放大器、驱动电路、RS触发器、比较器和锯齿波电压信号产生电路；所述主功率电路分别与输出电流采样电路、输出电压误差放大器、驱动电路、RS触发器连接，输出电流采样电路与除法器连接，除法器与可控线性电流源电路连接，可控线性电流源电路与锯齿波电压信号产生电路连接，锯齿波电压信号产生电路与RS触发器、比较器连接，比较器与输出电压误差放大器、RS触发器连接，RS触发器与驱动电路连接。