[實用新型]一種交錯并聯圖騰柱無橋PFC電路及電源轉換裝置

有效

• 申請號: 202022004450.1
• 申請日: 2020-09-14
• 公開（公告）號: CN212726850U
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 黃偉升;丁平
• 申請（專利權）人: 深圳市尚科新能源有限公司
• 主分類號: H02M1/42
• 分類號: H02M1/42;H02M7/219;H02M1/14;H02M1/44
• 代理公司: 深圳鼎合誠知識產權代理有限公司 44281
• 代理人: 彭家恩;彭愿潔

一種交錯并聯圖騰柱無橋PFC電路，包括電感電路、高頻橋臂電路、低頻橋臂電路、濾波電路、負載電路和CRM控制電路，電感電路為交錯并聯圖騰柱無橋PFC電路提供自感交流電，高頻橋臂電路用于將電感電路輸出的自感交流電轉化為直流電，低頻橋臂電路用于保持交錯并聯圖騰柱無橋PFC電路輸出的直流電的電流方向，濾波電路用于對交錯并聯圖騰柱無橋PFC電路輸出的直流電濾波，負載電路用于為交錯并聯圖騰柱無橋PFC電路提供輸出負載，CRM控制電路用于控制高頻橋臂電路和低頻橋臂電路中的開關控制管打開或關閉。由于采用高頻橋臂電路和低頻橋臂電路交錯并聯，使得交錯并聯圖騰柱無橋PFC電路具有較低的EMI。

技術領域

本申請涉及電源技術領域，具體涉及一種交錯并聯圖騰柱無橋PFC電路及電源轉換裝置。

背景技術

為提高功率因數、降低輸入電流諧波含量，功率因數校正(PowerFactorCorrection，PFC) 電路在電力電子設備中被廣泛應用。傳統的PFC交錯并聯技術是將兩路或者多路結構完全相同的PFC電路的輸入輸出并聯，各PFC單元的工作信號頻率一致，其開關管控制相角互相錯開固定角度，如兩相錯開180度，三相錯開120度，使輸入電流紋波部分或者完全抵消，大大減小了輸入電流的紋波。傳統功率因數校正電路一般采用固定頻率PWM控制，并且使電路工作在連續導通模式(Continous Conduction Mode，CCM)。在相同功率下，CCM模式下因為頻率固定，電感電流紋波較小，前級濾波器比較小而且設計方便，由于CCM模式功率因數校正電路控制簡單，被廣泛地應用在大多數功率因數校正電路中。然而，因為不能做到零電流開通和關斷，開關損耗大，CCM模式電路難以高效率工作。而使用模擬芯片如UC3854、L4981等控制的傳統有源PFC電路存在如控制方法不靈活，元器件老化等很多缺陷。

和傳統的PFC電路相比，圖騰柱無橋PFC電路結構簡單，效率更高，可以減小導通損耗，提高功率密度。但由于臨界連續模式(Critical-Conduction Mode，CRM)下，電感電流每個開關周期都會降到零，電感電流峰值較大，電流紋波較大，需要較大的前級濾波器。該模式下由于變頻工作，濾波器的設計也難度增加。另外，由于電流峰值較大，就會有更大的器件應力，限制器件的選擇。由于CRM模式下的上述特點，該模式下的電路功率等級一般較小。CRM模式下可以實現開關管的零電壓開通或者電流谷底導通，開關管損耗很小。但CRM模式下，實現交錯并聯的難度比定頻工作的情況下要高，例如電路變頻工作模式時。傳統交錯并聯都是固定開關頻率，只需要在配置PWM信號時，使主從PWM信號有一個固定角度的相位關系即可，如兩相時間隔180度。但在交錯并聯的變頻工作情況下，實現交錯180度相比于定頻工作相對復雜，原因是在一個市電工頻周期內不同時刻的開關頻率實際上是不同的，而且因為電路本身器件差異，交錯并聯的功率器件電流過零時刻并不完全相同，如果只控制主相的開通時刻，從相的PWM固定間隔固定角度相位關系，而不是從相由自身的電感電流過零檢測(ZeroCurrent Detection，ZCD)信號觸發控制，因此從相開關管開通時刻有可能不是零電壓開通或是谷底導通，無法保證較低的開關損耗。

發明內容

本申請主要解決的技術問題是現有技術中傳統無橋PFC電路無法保證較低的開關損耗。

根據第一方面，一種實施例中提供一種交錯并聯圖騰柱無橋PFC電路，包括：電源第一連接端、電源第二連接端、第一輸出端、第二輸出端、電感電路、高頻橋臂電路、低頻橋臂電路、濾波電路、負載電路和CRM控制電路；

所述電源第一連接端和所述電源第二連接端用于連接交流電源的兩個輸出端；

所述第一輸出端和所述第二輸出端用于作為所述交錯并聯圖騰柱無橋PFC電路的兩個直流輸出端；

所述電感電路包括電源連接端和橋臂電路連接端，所述電感電路的電源連接端與所述電源第一連接端連接，所述電感電路的橋臂電路連接端與所述高頻橋臂電路連接；所述電感電路用于為所述交錯并聯圖騰柱無橋PFC電路提供自感交流電；