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专利号: 2020116224830
申请人: 西华大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2024-02-28
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种分时复用变压器的功率因数校正变换器,其特征在于,包括变换电路及控制装置,所述变换电路包括依次连接的交流电源、前级PFC模块及后级调节模块,所述前级PFC模块和所述后级调节模块共用变压器,所述变压器的原边绕组构成所述前级PFC模块的储能电感;

所述控制装置,用于控制所述前级PFC模块和所述后级输出调节模块交替工作。

2.根据权利要求1所述的分时复用变压器的功率因数校正变换器,其特征在于,所述变换电路还包括设于所述交流电源和所述前级PFC模块之间的整流模块,用于将所述交流电源输出的交流电转换为直流电。

3.根据权利要求2所述的分时复用变压器的功率因数校正变换器,其特征在于,所述变换电路还包括设于所述整流模块和所述前级PFC模块之间的滤波模块,用于滤除输入电流的高频谐波。

4.根据权利要求3所述的分时复用变压器的功率因数校正变换器,其特征在于,所述前级PFC模块包括第一开关管、第二开关管和中间缓冲电容,所述后级调节模块包括第三开关管及输出电容,其中:

所述第一开关管的第一端与所述滤波模块的第一输出端连接,所述第一开关管的第二端分别与所述中间缓冲电容的第一端及所述变压器的原边的第一端连接,所述中间缓冲电容的第二端与所述第二开关管的第一端连接,所述第二开关管的第二端、所述滤波模块的第二输出端及所述变压器的原边的第二端均接地,所述变压器的副边的第一端与所述第三开关管的第一端连接,所述第三开关管的第二端与所述输出电容的第一端及负载的第一端连接,所述输出电容的第二端与所述变压器的副边的第二端及所述负载的第二端连接;

所述控制装置具体用于:

根据检测到的信号控制所述第一开关管、所述第二开关管及所述第三开关管导通或关断,使所述前级PFC模块和所述后级输出调节模块交替工作。

5.根据权利要求4所述的分时复用变压器的功率因数校正变换器,其特征在于,所述前级PFC模块还包括;

阳极与所述滤波模块的第一输出端连接、阴极与所述第一开关管的第一端连接的第一二极管。

6.根据权利要求4所述的分时复用变压器的功率因数校正变换器,其特征在于,所述后级调节模块还包括:

阳极与所述第三开关管的第二端连接、阴极与所述输出电容的第一端连接的第二二极管。

7.根据权利要求4‑6任意一项所述的分时复用变压器的功率因数校正变换器,其特征在于,所述控制装置包括:

前级控制电路,用于当检测到第一控制信号,控制所述第一开关管导通,并控制所述第三开关管关断,还用于当检测到第二控制信号,控制所述第一开关管关断,并控制所述第三开关管导通;

后级控制电路,用于当检测到所述第二控制信号,控制所述第二开关管导通,还用于当检测到第三控制信号,控制所述第二开关管关断。

8.根据权利要求7所述的分时复用变压器的功率因数校正变换器,其特征在于,所述前级控制电路包括第一采集模块、第一误差放大器、第一环路补偿模块、第一比较器、第一锯齿波发生器、第一或门、第一触发器、第一控制模块、第一驱动模块及第二驱动模块,其中:所述第一采集模块通过第一电阻分别与所述第一环路补偿模块的第一端及所述第一误差放大器的反相输入端连接,所述第一误差放大器的同相输入端接入第一基准电压信号,所述第一误差放大器的输出端分别与所述第一环路补偿模块的第二端及所述第一比较器的反相输入端连接,所述第一比较器的输出端与所述第一或门的第一输入端连接,所述第一或门的第二输入端接入变压器原边电流信号,所述第一或门的输出端与所述第一触发器的复位端连接,所述第一控制模块的输出端与所述第一触发器的置位端连接,所述第一触发器的第一输出端通过所述第一驱动模块与所述第一开关管的驱动端连接,所述第一触发器的第二输出端通过所述第二驱动模块与所述第三开关管的驱动端连接,所述第一触发器的第二输出端通过第一锯齿波发生器与所述第一比较器的同相输入端连接;

所述第一控制模块,用于当检测到第一控制信号生成第一触发信号;

所述第一采集模块,用于采集所述中间缓冲电容的电压信号;

所述第一或门,用于当所述中间缓冲电容的电压信号、锯齿波信号及所述变压器原边电流信号满足第一预设条件,输出所述第二控制信号;

所述第一触发器,用于当接收到所述第一触发信号,控制所述第一开关管导通,并控制所述第三开关管关断,还用于当接收到所述第二控制信号,控制所述第一开关管关断,并控制所述第三开关管导通。

9.根据权利要求8所述的分时复用变压器的功率因数校正变换器,其特征在于,所述第一控制模块为过零检测模块,相应的,所述第一控制信号为变压器副边电流过零信号;

或,所述第一控制模块为固定频率方波产生模块,相应的,所述第一控制信号为具有上升沿的信号。

10.根据权利要求9所述的分时复用变压器的功率因数校正变换器,其特征在于,所述后级控制电路包括第二采集模块,第二误差放大器,第二环路补偿模块,第二比较器,第二锯齿波发生器,第二或门,第一延时模块,第二触发器,第三触发器,第一与门,第三驱动模块及第二控制模块,其中:

所述第二采集模块的输出端通过第二电阻分别与所述第二误差放大器的反相输入端及所述第二环路补偿模块的第一端连接,所述第二误差放大器的同相输入端接入第二基准电压信号,所述第二误差放大器的输出端分别与所述第二环路补偿模块的第二端及所述第二比较器的反相输入端连接,所述第二比较器的输出端与所述第二或门的第一输入端连接,所述第二或门的第二输入端接入所述变压器原边电流信号,所述第二或门的输出端与所述第二触发器的复位端连接,所述第一延时模块的输入端接入所述第一或门输出的信号,所述第一延时模块的输出端与所述第二触发器的置位端连接,所述第二触发器的第一输出端与所述第一与门的第一输入端连接,所述第一与门的第二输入端接入所述第三开关管的驱动电压信号,所述第一与门的输出端通过所述第三驱动模块与所述第二开关管连接,所述第二控制模块的输入端接入所述变压器原边电流信号,所述第二控制模块的输出端与所述第三触发器的置位端连接,所述第三触发器的复位端接入所述第二或门输出的信号,所述第三触发器的第二输出端通过所述第二锯齿波发生器与所述第二比较器的同相输入端连接;

所述第二控制模块,用于检测变压器原边电流过零状态,当检测到变压器原边电流过零信号,通过所述第三触发器控制所述第二锯齿波发生器输出的锯齿波信号从零开始增大;

所述第二采集模块,用于采集输出电压信号;

所述第二或门,用于当所述输出电压信号、所述锯齿波信号及所述变压器原边电流信号满足第二预设条件,输出所述第三控制信号;

所述第二触发器,用于当检测到所述第二控制信号,控制所述第二开关管导通,还用于当检测到所述第三控制信号,控制所述第二开关管关断。