1.无桥升降压式功率因数校正变换器,其特征在于,包括变换电路,所述变换电路包括依次连接的输入滤波单元、整流单元、升降压单元和输出电容单元;
所述升降压单元包括开关管S1、电感L1、二极管D1、开关管S2、电感L2和二极管D2,所述电感L1的一端与所述开关管S1的漏极、二极管D1的阳极连接,所述电感L1的另一端与所述电感L2的一端连接,所述电感L2的另一端与所述开关管S2的源极、二极管D2的阴极连接,所述开关管S1的源极、开关管S2的漏极分别与所述整流单元连接;
所述输出电容单元包括输出电容C1、输出电容C2和主输出电容C0,所述输出电容C1的一端与所述输出电容C2的一端连接,所述输出电容C1的另一端与所述二极管D1的阴极、主输出电容C0的正端连接,所述输出电容C2的另一端与所述二极管D2的阳极、主输出电容C0的负端连接;
所述输出电容C1和输出电容C2的相互连接端与电感L1和电感L2的相互连接端、所述输入滤波单元连接。
2.根据权利要求1所述的无桥升降压式功率因数校正变换器,其特征在于,所述输出电容C1及输出电容C2为薄膜安规电容。
3.根据权利要求1所述的无桥升降压式功率因数校正变换器,其特征在于,所述整流单元包括整流管DR1和整流管DR2,所述整流管DR1的阳极与所述开关管S1的源极连接,所述整流管DR1的阴极与所述整流管DR2的阳极及输入滤波单元连接,所述整流管DR2的阴极与所述开关管S2的漏极连接。
4.根据权利要求3所述的无桥升降压式功率因数校正变换器,其特征在于,所述输入滤波单元包括滤波电感Lf和滤波电容Cf,所述滤波电感Lf的一端与交流输入vin的一端连接,所述滤波电感Lf的另一端与所述电感L1、电感L2的相互连接端和滤波电容Cf的一端连接,所述滤波电容Cf的另一端与所述交流输入vin的另一端及整流管DR1的阴极连接。
5.根据权利要求4所述的变换器的无桥升降压式功率因数校正变换器,其特征在于,所述变换器包括两种工作模式,当交流输入vin处于过零换流期间时,变换器工作于模式A,当交流输入vin处于非过零换流处期间时,变换器工作于模式B。
6.根据权利要求5所述的变换器的无桥升降压式功率因数校正变换器,其特征在于,所述模式A与模式B交替循环出现。
7.根据权利要求5所述的无桥升降压式功率因数校正变换器,其特征在于,所述模式A包括三种工作模态:
工作模态A‑I,本工作模态开始于开关管S1导通时刻,当开关管S1导通,输入电压vin经过电感L1,开关管S1,第一整流二极管DR1为电感L1充能,输出电容C1、输出电容C2以及主输出电容C0为负载供能;此阶段电感电流iL1线性上升,输出电容电压vc1、输出电容电压vc2下降;
工作模态A‑II,本工作模态开始于开关管S1关断时刻,当开关管S1关断,电感电流iL1经过二极管D1为输出电容C1、主输出电容C0以及负载RL供能,输出电容C2放电,并且输出电容电压vc2下降;该阶段电感电流iL1续流到零则进入下一工作模态,输出电容电压vc1上升、输出电容电压vc2下降;
工作模态A‑III,本工作模态开始于电感电流iL1续流至零时刻,开关管S1保持关断,输出电容C1、输出电容C2以及主输出电容C0为负载供能;该阶段输出电容电压vc1下降、输出电容电压vc2下降。
8.根据权利要求5所述的无桥升降压式功率因数校正变换器,其特征在于,所述模式B,包括四种工作模态:
工作模态B‑I,本工作模态开始于开关管S1导通时刻;当开关管S1导通,输入电压vin经过电感L1,开关管S1,第一整流二极管DR1为电感L1充能,输出电容C1与主输出电容C0为负载供能,电感L2为输出电容C2供能;此时,电感电流iL1线性上升,电感电流iL2下降,输出电容电压vc1下降,输出电容电压vc2上升;
工作模态B‑II,本工作模态开始于开关管S1关断时刻;当开关管S1关断,电感电流iL1经过二极管D1为输出电容C1、主输出电容C0以及负载RL供能,且输出电容C2放电时,电感电流iL1下降,输出电容电压vc2下降,输出电容电压vc1上升,由于电感两端电压vL2=‑vc2,因此电感电流iL2也下降;当输出电容电压vc2下降到零后,输出电容电压vc2开始反向充电;此时,电感两端电压vL2随vc2的反向电压值增大而增大,因此电感电流iL2开始上升;
工作模态B‑III,本工作模态开始于开关管S1保持关断且电感电流iL1小于电感电流iL2时刻;电感电流iL1继续减小,输出电容C1放电,输出电容C2放电为电感L2供能;此时,电感电流iL2上升,输出电容电压vc1下降,输出电容电压vc2反向电压减小;
工作模态B‑IV,本工作模态开始于电感电流iL1续流至零时刻;开关管S1保持关断,电感电流iL1保持为零,此阶段,输出电容电压vc1下降,输出电容电压vc2增大;当输出电容电压vc2>0时,电感电流iL2下降;当输出电容电压vc2<0时,电感电流iL2上升。
9.一种控制系统,其特征在于,包括如权利要求4‑8任一项所述的变换器和用于控制所述变换器实现恒流输出的控制电路,所述控制电路与所述变换电路的输出端连接。
10.根据权利要求9所述的控制系统,其特征在于,所述控制电路包括采样比例放大电路Ki、加减法器、PI参数运算器、比较器与驱动电路;
所述变换电路的输出端连接有输出电流采样电阻Ri,对所述输出电流采样电阻Ri上的电压进行采样,经过比例放大电路Ki后通过加减法器与参考电流Iref进行比较,产生的比较结果经过PI参数运算器计算得到误差反馈信号ve;误差反馈信号ve与三角波信号通过比较器比较产生脉冲驱动信号,脉冲驱动信号经过隔离驱动电路同时驱动开关管S1、开关管S2。