CN101645649A - 一种防浪涌pfc电路 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种防浪涌PFC电路，包括顺次连接在交流电源和负载之间的无桥PFC电路、以及滤波电容，在所述交流电源和无桥PFC电路之间还连接有二极管保护电路，用于将浪涌电流直接引导到滤波电容C1。本发明的防浪涌PFC电路，通过增加二极管保护电路，其跨接无桥PFC电路中的电感和二极管，来引导浪涌电流直接流到PFC电容，从而避免浪涌电流流过PFC电感，来避免开关器件的损坏。

Description

一种防浪涌PFC电路
技术领域
本发明涉及PFC电路，更具体地说，涉及一种防浪涌PFC电路。
背景技术
现有直流电源模块的技术方案，一般包括输入EMI滤波器，PFC功率级，DC/DC功率级等。电源模块的PFC功率级电路有可能采用无桥PFC电路：如图1所示的现有的PFC电路，其采用无桥PFC电路，对于其中的无桥PFC电路来说，存在浪涌问题：输入的浪涌电流会流过开关管sw1，造成开关管损坏。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的无桥PFC电路中的开关管容易受到浪涌电流损坏的缺陷，提供一种防浪涌PFC电路。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种防浪涌PFC电路，包括顺次连接在交流电源和负载之间的无桥PFC电路、以及滤波电容，在所述交流电源和无桥PFC电路之间还连接有二极管保护电路，用于将浪涌电流直接引导到滤波电容C1。
在本发明所述的防浪涌PFC电路中，所述交流电源是单相二线交流电；所述无桥PFC电路包括：电感L1、L2、二极管D1、D2、D3、D4、开关管SW1；
其中，电感L1的一端与所述单相二线交流电的第一输出端连接、另一端与二极管D1的阳极连接，并连接到开关管SW1的第一端；
电感L2的一端与所述单相二线交流电的第二输出端连接、另一端与二极管D4的阴极连接，并连接到开光管SW1的第二端；
二极管D3的阴极与二极管D1的阳极连接；
二极管D2的阳极与二极管D4的阴极连接。
在本发明所述的防浪涌PFC电路中，所述二极管保护电路包括二极管D5和D8；
其中，二极管D5的阳极与所述单相二线交流电的第一输出端连接，二极管D5的阴极与二极管D1的阴极和二极管D2的阴极连接，并连接到滤波电容的一端；
二极管D8的阴极与所述单相二线交流电的第二输出端连接，二极管D8的阳极与二极管D3的阳极和二极管D4的阳极连接，并连接到滤波电容的另一端。
在本发明所述的防浪涌PFC电路中，所述二极管保护电路包括二极管D6和D7；
其中，二极管D6的阳极与所述单相二线交流电的第二输出端连接，二极管D6的阴极与二极管D1的阴极和二极管D2的阴极连接，并连接到滤波电容的一端；
二极管D7的阴极与所述单相二线交流电的第一输出端连接，二极管D7的阳极与二极管D3的阳极和二极管D4的阳极连接，并连接到滤波电容的另一端。
在本发明所述的防浪涌PFC电路中，所述二极管保护电路包括二极管D5、D6、D7和D8；
其中，二极管D5的阳极和二极管D7的阴极均与所述单相二线交流电的第一输出端连接，二极管D5的阴极和二极管D6的阴极均与二极管D1的阴极和二极管D2的阴极连接，并连接到滤波电容的一端；
二极管D8的阴极和二极管D6的阳极均与所述单相二线交流电的第二输出端连接，二极管D8的阳极和二极管D7的阳极均与二极管D3的阳极和二极管D4的阳极连接，并连接到滤波电容的另一端。
在本发明所述的防浪涌PFC电路中，所述交流电源是三相三线交流电；所述无桥PFC电路包括：电感L1、L2、L3、二极管D1、D2、D3、D4、D5、D6、开关管SW1、SW2、SW3；所述二极管保护电路包括二极管D7、D8、D9、D10、D11、D12；所述滤波电容包括电容C1、C2；
其中，电感L1的一端与所述三相三线交流电的a相连接、另一端与二极管D1的阳极连接，并连接到开关管SW1的第一端；
电感L2的一端与所述三相三线交流电的b相连接、另一端与二极管D2的阳极连接，并连接到开关管SW2的第一端；
电感L3的一端与所述三相三线交流电的c相连接、另一端与二极管D3的阳极连接，并连接到开关管SW3的第一端；
二极管D4的阴极与二极管D1的阳极连接；
二极管D5的阳极与二极管D2的阴极连接；
二极管D6的阳极与二极管D3的阴极连接；
二极管D7的阴极、二极管D8的阴极和二极管D9的阴极均与二极管D1的阴极、二极管D2的阴极和二极管D3的阴极连接，并连接到电容C1的一端；滤波电容C1的另一端与开关管SW1的第二端、开关管SW2的第二端、开关管SW3的第二端和电容C2的一端连接；
二极管D10的阳极、二极管D11的阳极和二极管D12的阳极均与二极管D4的阳极、二极管D5的阳极和二极管D6的阳极连接，并连接到电容C2的另一端；
二极管D7的阳极和二极管D10的阴极均与所述三相三线交流电的a相连接；
二极管D8的阳极和二极管D11的阴极均与所述三相三线交流电的b相连接；
二极管D9的阳极和二极管D12的阴极均与所述三相三线交流电的c相连接。
实施本发明的防浪涌PFC电路，具有以下有益效果：通过增加二极管保护电路，其跨接无桥PFC电路中的电感和二极管，来引导浪涌电流直接流到PFC电容，从而避免浪涌电流流过PFC电感，来避免开关器件的损坏。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是现有技术中PFC电路的电路原理图；
图2是本发明防浪涌PFC电路第一实施例的电路原理图；
图3是本发明防浪涌PFC电路第二实施例的电路原理图。
具体实施方式
对于电源模块的PFC功率级电路典型地包括顺次连接在交流电源和负载之间的无桥PFC电路、以及滤波电容，本发明的主要发明点在于，交流电源和无桥PFC电路之间还连接有二极管保护电路，用于将浪涌电流直接引导到滤波电容C1，即在无桥PFC电路前，加上跨接二极管，来达到引导浪涌电流，保护无桥PFC电路中开关管的目的。
如图2所示，对于特定的实施，该交流电源是单相二线交流电；无桥PFC电路包括：电感L1、L2、二极管D1、D2、D3、D4、开关管SW1；其中，电感L1的一端与单相二线交流电的第一输出端连接、另一端与二极管D1的阳极连接，并连接到开关管SW1的第一端；电感L2的一端与单相二线交流电的第二输出端连接、另一端与二极管D4的阴极连接，并连接到开光管SW1的第二端；二极管D3的阴极与二极管D1的阳极连接；二极管D2的阳极与二极管D4的阴极连接。
针对上述的这种无桥PFC电路，相应地设置二极管保护电路，其包括二极管D5和D8；其中，二极管D5的阳极与单相二线交流电的第一输出端连接，二极管D5的阴极与二极管D1的阴极和二极管D2的阴极连接，并连接到滤波电容的一端；二极管D8的阴极与单相二线交流电的第二输出端连接，二极管D8的阳极与二极管D3的阳极和二极管D4的阳极连接，并连接到滤波电容的另一端。在这样的二极管保护电路中，当出现正向的浪涌电流时，该浪涌电流从该单相二线交流电的第一端流出，通过二极管D5，流到滤波电容C1，再流过二极管D8，回到单相二线交流电的第二端，从而实现在正半波周期对该无桥PFC电路的保护。
另外，针对负半波周期可能出现的浪涌电流，该二极管保护电路包括二极管D6和D7；其中，二极管D6的阳极与所述单相二线交流电的第二输出端连接，二极管D6的阴极与二极管D1的阴极和二极管D2的阴极连接，并连接到滤波电容的一端；二极管D7的阴极与所述单相二线交流电的第一输出端连接，二极管D7的阳极与二极管D3的阳极和二极管D4的阳极连接，并连接到滤波电容的另一端。因此在该种设计中，当出现负向浪涌电流时，该负向浪涌电流首先从单相二线交流电的第二端流出，经过二极管D6，然后在流过滤波电容C1、接着再流过二极管D7，回到单相二线交流电的第一端。
以上两种设计方式要么只能在正半波周期对无桥PFC电路进行保护，要么只能在负半波周期对无桥PFC电路进行保护，因此综合两者，将二极管保护电路设计成整流桥的形式，以实现全波段的保护，如图2所示具体为，该二极管保护电路包括二极管D5、D6、D7和D8；其中，二极管D5的阳极和二极管D7的阴极均与单相二线交流电的第一输出端连接，二极管D5的阴极和二极管D6的阴极均与二极管D1的阴极和二极管D2的阴极连接，并连接到滤波电容的一端；二极管D8的阴极和二极管D6的阳极均与所述单相二线交流电的第二输出端连接，二极管D8的阳极和二极管D7的阳极均与二极管D3的阳极和二极管D4的阳极连接，并连接到滤波电容的另一端。
如图3所示，交流电源还是三相三线交流电时，该无桥PFC电路包括：电感L1、L2、L3、二极管D1、D2、D3、D4、D5、D6、开关管SW1、SW2、SW3；所述二极管保护电路包括二极管D7、D8、D9、D10、D11、D12；所述滤波电容包括电容C1、C2；其中，电感L1的一端与三相三线交流电的a相连接、另一端与二极管D1的阳极连接，并连接到开关管SW1的第一端；电感L2的一端与所述三相三线交流电的b相连接、另一端与二极管D2的阳极连接，并连接到开关管SW2的第一端；电感L3的一端与三相三线交流电的c相连接、另一端与二极管D3的阳极连接，并连接到开关管SW3的第一端；二极管D4的阴极与二极管D1的阳极连接；二极管D5的阳极与二极管D2的阴极连接；二极管D6的阳极与二极管D3的阴极连接；二极管D7的阴极、二极管D8的阴极和二极管D9的阴极均与二极管D1的阴极、二极管D2的阴极和二极管D3的阴极连接，并连接到电容C1的一端；滤波电容C1的另一端与开关管SW1的第二端、开关管SW2的第二端、开关管SW3的第二端和电容C2的一端连接；二极管D10的阳极、二极管D11的阳极和二极管D12的阳极均与二极管D4的阳极、二极管D5的阳极和二极管D6的阳极连接，并连接到电容C2的另一端；二极管D7的阳极和二极管D10的阴极均与所述三相三线交流电的a相连接；二极管D8的阳极和二极管D11的阴极均与所述三相三线交流电的b相连接；二极管D9的阳极和二极管D12的阴极均与所述三相三线交流电的c相连接。
在本发明中所涉及的开关管可以是mosfet、IGBT等任意半导体可控开关器件，或者其任意的组合。开关管的控制端相应地连接到外围的控制电路。
本发明是通过几个具体实施例进行说明的，本领域技术人员应当明白，在不脱离本发明范围的情况下，还可以对本发明进行各种变换及等同替代。另外，针对特定情形或具体情况，可以对本发明做各种修改，而不脱离本发明的范围。因此，本发明不局限于所公开的具体实施例，而应当包括落入本发明权利要求范围内的全部实施方式。

Claims (6)

1、一种防浪涌PFC电路，包括顺次连接在交流电源和负载之间的无桥PFC电路、以及滤波电容，其特征在于，在所述交流电源和无桥PFC电路之间还连接有二极管保护电路，用于将浪涌电流直接引导到滤波电容C1。
2、根据权利要求1所述的防浪涌PFC电路，其特征在于，所述交流电源是单相二线交流电；所述无桥PFC电路包括：电感L1、L2、二极管D1、D2、D3、D4、开关管SW1；
其中，电感L1的一端与所述单相二线交流电的第一输出端连接、另一端与二极管D1的阳极连接，并连接到开关管SW1的第一端；
电感L2的一端与所述单相二线交流电的第二输出端连接、另一端与二极管D4的阴极连接，并连接到开光管SW1的第二端；
二极管D3的阴极与二极管D1的阳极连接；
二极管D2的阳极与二极管D4的阴极连接。
3、根据权利要求2所述的防浪涌PFC电路，其特征在于，所述二极管保护电路包括二极管D5和D8；
其中，二极管D5的阳极与所述单相二线交流电的第一输出端连接，二极管D5的阴极与二极管D1的阴极和二极管D2的阴极连接，并连接到滤波电容的一端；
二极管D8的阴极与所述单相二线交流电的第二输出端连接，二极管D8的阳极与二极管D3的阳极和二极管D4的阳极连接，并连接到滤波电容的另一端。
4、根据权利要求2所述的防浪涌PFC电路，其特征在于，所述二极管保护电路包括二极管D6和D7；
其中，二极管D6的阳极与所述单相二线交流电的第二输出端连接，二极管D6的阴极与二极管D1的阴极和二极管D2的阴极连接，并连接到滤波电容的一端；
二极管D7的阴极与所述单相二线交流电的第一输出端连接，二极管D7的阳极与二极管D3的阳极和二极管D4的阳极连接，并连接到滤波电容的另一端。
5、根据权利要求2所述的防浪涌PFC电路，其特征在于，所述二极管保护电路包括二极管D5、D6、D7和D8；
其中，二极管D5的阳极和二极管D7的阴极均与所述单相二线交流电的第一输出端连接，二极管D5的阴极和二极管D6的阴极均与二极管D1的阴极和二极管D2的阴极连接，并连接到滤波电容的一端；
二极管D8的阴极和二极管D6的阳极均与所述单相二线交流电的第二输出端连接，二极管D8的阳极和二极管D7的阳极均与二极管D3的阳极和二极管D4的阳极连接，并连接到滤波电容的另一端。
6、根据权利要求1所述的防浪涌PFC电路，其特征在于，所述交流电源是三相三线交流电；所述无桥PFC电路包括：电感L1、L2、L3、二极管D1、D2、D3、D4、D5、D6、开关管SW1、SW2、SW3；所述二极管保护电路包括二极管D7、D8、D9、D10、D11、D12；所述滤波电容包括电容C1、C2；
其中，电感L1的一端与所述三相三线交流电的a相连接、另一端与二极管D1的阳极连接，并连接到开关管SW1的第一端；
电感L2的一端与所述三相三线交流电的b相连接、另一端与二极管D2的阳极连接，并连接到开关管SW2的第一端；
电感L3的一端与所述三相三线交流电的c相连接、另一端与二极管D3的阳极连接，并连接到开关管SW3的第一端；
二极管D4的阴极与二极管D1的阳极连接；
二极管D5的阳极与二极管D2的阴极连接；
二极管D6的阳极与二极管D3的阴极连接；
二极管D7的阴极、二极管D8的阴极和二极管D9的阴极均与二极管D1的阴极、二极管D2的阴极和二极管D3的阴极连接，并连接到电容C1的一端；滤波电容C1的另一端与开关管SW1的第二端、开关管SW2的第二端、开关管SW3的第二端和电容C2的一端连接；
二极管D10的阳极、二极管D11的阳极和二极管D12的阳极均与二极管D4的阳极、二极管D5的阳极和二极管D6的阳极连接，并连接到电容C2的另一端；
二极管D7的阳极和二极管D10的阴极均与所述三相三线交流电的a相连接；
二极管D8的阳极和二极管D11的阴极均与所述三相三线交流电的b相连接；
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