[發(fā)明專利]無橋PFC開關(guān)電源電路

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010161167.1
• 申請日: 2020-03-10
• 公開（公告）號: CN111245260A
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 龍憲良;李健
• 申請（專利權(quán)）人: 廣州金升陽科技有限公司
• 主分類號: H02M7/217
• 分類號: H02M7/217;H02M1/42
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種無橋PFC開關(guān)電源電路，包括：交流輸入源AC、第一電感L1和第二電感L2、第一二極管D1和第二二極管D2、第一開關(guān)管Q1和第二開關(guān)管Q2、第一電流阻斷器10和第二電流阻斷器20、輸出電容Co、第一電流采樣電阻Rcs、第一續(xù)流二極管DB1和第二續(xù)流二極管DB2、電流阻斷器驅(qū)動(dòng)電路部分30和無橋PFC環(huán)路控制部分40。本發(fā)明的方案，其電流阻斷器完美的解決了雙BOOST無橋PFC拓?fù)潆姼须娏鞣至鞯膯栴}，從而使所有的平均電流模式控制的PFC控制器都適用于本發(fā)明電路中，實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)簡單、成本低、信號處理簡單的有益效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種雙BOOST無橋PFC開關(guān)電源電路。

背景技術(shù)

PFC(Power Factor Correctiong，功率因數(shù)校正)是指有效功率與總功耗電量(視在功率)之間的關(guān)系，也就是有效功率除以總功耗電量(視在功率)的比值。功率因數(shù)可以直接衡量電力被有效利用的程度，當(dāng)功率因數(shù)值越大，代表其電力利用率越高。

無橋PFC結(jié)構(gòu)減少了整流橋，使得系統(tǒng)損耗顯著降低，因其效率上顯著的優(yōu)點(diǎn)而受到廣泛的關(guān)注。基本型無橋PFC電路拓?fù)浯嬖谡?fù)半周期內(nèi)電流方向的辯識難點(diǎn)，從而使得輸入電流的檢測成為一個(gè)難點(diǎn)，為解決這個(gè)難點(diǎn)廣大研究者發(fā)明了諸如以下專利：

專利號為201210453486.5的專利公開了一種無橋PFC電路電感電流采樣裝置及方法，如圖1所示(來源于專利附圖3)，一種無橋PFC開關(guān)電源電路，包括第一電感L1、第二電感L2、第一二極管D1、第二二極管D2、第一開關(guān)管S1、第二開關(guān)管S2、第一采樣單元V1、第二采樣單元V2、第三采樣單元V3及交流輸入第一端L、交流輸入第二端N、輸出正端和輸出負(fù)端，其連接關(guān)系是，第一電感L1的第一端連接交流輸入源AC的第一端L，第一電感L1的第二端分別連接第一開關(guān)管S1的漏極和第一二極管D1的陽極，第一開關(guān)管S1的源極通過第一采樣單元V1接地；第二電感L2的第一端連接交流輸入源AC的第二端N，第二電感L2的第二端分別連接第二開關(guān)管S2的漏極和第二二極管D2的陽極，第二開關(guān)管S2的源極通過第二采樣單元V2接地；第三采樣單元V3串接在輸出負(fù)端與地之間。但是該電路采用了三個(gè)電流采集單元，硬件電路復(fù)雜，電子元器件較多。

專利號為201610218861.6的專利公開了一種無橋PFC開關(guān)電源電路，如圖2所示，一種無橋PFC開關(guān)電源電路，采用的目前比較主流的圖騰無橋PFC拓?fù)洌娏鞑蓸雍涂刂品椒ǚ浅?fù)雜，采用數(shù)字控制方式成本較高。

專利號為EP2225822B1的專利公開了一種無橋升壓變換器的控制系統(tǒng)和方法，如圖3所示，一種無橋PFC開關(guān)電源電路，其電路中電流在交流輸入源AC的工頻正半周期，電感電流的流向如圖4所示。由此可看出，該電路的電感采樣電流存在反向流出分支電流，不能直接適用于平均電流模式控制的PFC控制器。為了滿足現(xiàn)有平均電流模式控制的PFC控制器的應(yīng)用要求，需要引入高速運(yùn)放做加法處理來合成總的電感采樣電流的平均電流信號，電流采樣單元復(fù)雜，硬件電路復(fù)雜，用現(xiàn)有平均電流模式控制的PFC控制器做主控芯片時(shí)，高速運(yùn)放還需要負(fù)壓供電，其供電電路也會(huì)增加產(chǎn)品成本。

如上分析，目前實(shí)現(xiàn)的連續(xù)模式的無橋PFC電流的采樣手段中，大多數(shù)采用2個(gè)或以上的電流采樣單元。用電流互感器采樣單元合成電感平均電流的方案，在過零點(diǎn)處的采樣很容易失真，導(dǎo)致波形畸變。而用電阻采樣單元合成電感平均電流的方案，需要經(jīng)過高速運(yùn)放進(jìn)行電流采樣信號處理，電流采樣信號處理相對復(fù)雜，高速運(yùn)放還需要用負(fù)壓供電，電子元器件多，成本、體積問題也不容小視。主流的圖騰無橋PFC拓?fù)湟话阋玫綌?shù)字控制，對軟件開發(fā)人員的要求比較高，成本也比較高，電子元器件也非常多。

現(xiàn)有技術(shù)中，存在電流采樣電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高和信號處理難度大等缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，針對上述缺陷，提出一種無橋PFC開關(guān)電源電路，以解決無橋PFC電路正負(fù)半周期電流采樣困難，不能直接適用于平均電流模式控制的PFC控制器的難題。