南京航空航天大学陈冲获国家专利权
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龙图腾网获悉南京航空航天大学申请的专利一种无桥四管Buck-Boost PFC变换器控制方法和控制电路获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119010559B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-06-06发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411053884.7,技术领域涉及:H02M1/42;该发明授权一种无桥四管Buck-Boost PFC变换器控制方法和控制电路是由陈冲;阮新波;蒋宇阳;张诗博;肖凌萱设计研发完成,并于2024-08-02向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种无桥四管Buck-Boost PFC变换器控制方法和控制电路在说明书摘要公布了:本发明公开了一种无桥四管Buck‑BoostPFC变换器控制方法和控制电路,充分考虑了变换器输入电压、输入电流宽范围变化和功率流向发生切换的特点,可实现无桥四管Buck‑BoostPFC变换器功率因数校正、所有开关管的ZVS、电感电流有效值最小化和功率流向平滑切换的控制,相比于四管Buck‑BoostPFC变换器,通过在输入端叠加直流偏置电压,可以实现任意时刻所有开关管的ZVS。与此同时,通过换向触发时刻控制电路控制变换器在CLK2a时刻换向,消除了电感电流在输入交流电压过零时刻的过程,减小了输入电流的畸变。
本发明授权一种无桥四管Buck-Boost PFC变换器控制方法和控制电路在权利要求书中公布了:1.一种无桥四管Buck-BoostPFC变换器控制方法,所述变换器包括八个开关管QA1~QA4、QB1~QB4,滤波电感Lc1、Lc2,输出滤波电容Co,输入电容Cin1、Cin2;其中QA1~QA4和Lc1组成A模块,QB1~QB4和Lc2组成B模块;QA1与QA2,QA3与QA4,QB1与QB2,QB3与QB4分别互补导通;Lc1两端分别与QA1、QA2组成的桥臂中点及QA3、QA4组成的桥臂中点连接;Lc2两端分别与QB1、QB2组成的桥臂中点及QB3、QB4组成的桥臂中点连接;Co两端分别与QA3漏极及QA4源极连接,同时分别与QB3漏极及QB4源极连接;Cin1两端分别与QA1漏极及QA2源极连接;Cin2两端分别与QB1漏极及QB2源极连接,其特征在于,所述方法包括:步骤1:在工频正半周期,采样Co两端的输出电压Vo和QA1漏极与QB1漏极之间的输入交流电压vin,得到输出电压采样信号vo_s与输入交流电压采样信号vin_s,vo_s和基准信号Vo_ref的误差经过输出电压调节器放大,输出电压调节器的输出信号vc与vin_s相乘后,得到输入电流基准信号ig_ref;在工频负半周期,采样Vo和vin,得到vo_s和vin_s,vo_s和Vo_ref的误差经过输出电压调节器放大,输出电压调节器的输出vc与-vin_s相乘后,得到ig_ref;步骤2:在工频正半周期,采样A模块的输入电流iga,得到输入电流采样信号iga_s,iga_s和ig_ref相比较,并通过输入电流调节器闭环调节输入电流使其跟随基准,得到QA1的占空比Dy1;在工频负半周期,采样B模块的输入电流igb,得到输入电流采样信号igb_s,igb_s和ig_ref相比较,并通过输入电流调节器闭环调节输入电流使其跟随基准,得到QB1的占空比Dy1;步骤3:在工频正半周期,将A模块的电感电流iLc1与软开关所需的负电流基准-IZVS进行比较,当iLc1线性下降至-IZVS时关断QA3,得到QA3的占空比1-Dy2;在工频负半周期,将B模块电感电流iLc2与-IZVS进行比较,当iLc2线性下降至-IZVS时关断QB3,得到QB3的占空比1-Dy2;步骤4:在工频正半周期,根据A模块的输入电压vga的采样信号vga_s和vo_s计算QA1、QA3开通时刻两者之间的相位差的移相角Dθ_PDCM1正半;在工频负半周期,根据B模块输入电压vgb的采样信号vgb_s和vo_s计算QB1、QB3开通时刻两者之间的相位差的移相角Dθ_PDCM1负半;步骤4所述Dθ_PDCM1正半为: 所述Dθ_PDCM1负半为: 其中,Dc_max的表达式为:Dc_max=2Lc1IZVSVoTs其中,Ts为开关管的开关周期时长;Dc_max为电感电流从–IZVS上升至IZVS或从IZVS下降至–IZVS的时间所对应的占空比的最大值;步骤5:在工频正半周期,采样B模块的vgb,得到的采样信号vgb_s和B模块的输入电压基准信号Vg_refb相比较,并通过输入电压调节器闭环调节输入电压使其跟随基准,得到QB3的占空比D′y1;在工频负半周期,采样A模块的vga,得到的采样信号vga_s和A模块的输入电压基准信号Vg_refa相比较,并通过输入电压调节器闭环调节输入电压使其跟随基准,得到QA3的占空比D′y1;步骤6:在工频正半周期,B模块的电感电流负值-iLc2,与-IZVS进行比较,当-iLc2线性下降至-IZVS时关断QB1,得到QB1的占空比1-D′y2;在工频负半周期,A模块的电感电流负值-iLc1,与-IZVS进行比较,当-iLc1线性下降至-IZVS时关断QA1,得到QA1的占空比1-D′y2;步骤7:在工频正半周期,根据vgb_s和vo_s计算QB3、QB1开通时刻两者之间的相位差的移相角Dθ_PDCM2正半;在工频负半周期,根据vga_s和vo_s计算开关管QA3、QA1开通时刻两者之间的相位差的移相角Dθ_PDCM2负半;步骤7所述Dθ_PDCM2正半为: 所述Dθ_PDCM2负半为: 步骤8:采样输入交流电压极性,得到的采样信号VEN和时钟信号CLK2a送入换向触发时刻控制电路,得到触发变换器工作工频换向的换向触发信号VTR。
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