CN104283413A - 一种无桥pfc电路的控制方法及装置 - Google Patents

一种无桥pfc电路的控制方法及装置 Download PDF

Info

Publication number
CN104283413A
CN104283413A CN201310272184.2A CN201310272184A CN104283413A CN 104283413 A CN104283413 A CN 104283413A CN 201310272184 A CN201310272184 A CN 201310272184A CN 104283413 A CN104283413 A CN 104283413A
Authority
CN
China
Prior art keywords
branch road
backflow
bridge pfc
power
pfc circuits
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201310272184.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104283413B (zh
Inventor
梅纯
鲍胜华
涂大锐
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZTE Corp
Original Assignee
ZTE Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZTE Corp filed Critical ZTE Corp
Priority to CN201310272184.2A priority Critical patent/CN104283413B/zh
Publication of CN104283413A publication Critical patent/CN104283413A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104283413B publication Critical patent/CN104283413B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/42—Circuits or arrangements for compensating for or adjusting power factor in converters or inverters
    • H02M1/4208—Arrangements for improving power factor of AC input
    • H02M1/4225—Arrangements for improving power factor of AC input using a non-isolated boost converter
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P80/00—Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
    • Y02P80/10—Efficient use of energy, e.g. using compressed air or pressurized fluid as energy carrier

Abstract

本发明公开了一种无桥PFC电路的控制方法及装置，涉及电源功率因数校正技术领域，所述方法包括：在交流电源工作在负半周期时，对无桥PFC电路的输入电流进行采样，得到所述输入电流的第一采样信号；在交流电源工作在正半周期时，对无桥PFC电路的输入电流进行采样，得到所述输入电流的第二采样信号；对无桥PFC电路的交流输入电压进行采样，得到所述交流输入电压的第三采样信号；通过对所述第一采样信号/所述第二采样信号、所述第三采样信号进行处理，得到开关管控制信号，并利用所述开关管控制信号，调整所述无桥PFC电路的电流环路。本发明能够简单有效的对输入电流进行采样，从而控制和实现输入电流跟踪交流输入电压。

Description

一种无桥PFC电路的控制方法及装置
技术领域
本发明涉及电源功率因数校正PFC技术领域，特别涉及一种无桥PFC电路的控制方法及装置。
背景技术
功率因数校正PFC技术能够实现电源输入端的输入电流跟踪交流输入电压，从而极大降低电网中的无功功率，减少电源对电网的污染。
随着技术的发展，为了提高电源的转换效率，PFC技术已经从传统有桥PFC发展到无桥PFC。
在目前广泛应用的双boost无桥PFC拓扑电路中，存在两个升压电感和两个MOS管，结构复杂，因此，电流采样及控制方法也非常复杂。
如何简单有效地采样输入电流，从而去控制和实现输入电流跟踪交流输入电压，一直是双boost无桥PFC拓扑的难题。
为了解决无桥PFC电流采样及控制的难题，本发明提供了一种有效的电流采样及控制策略。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无桥PFC电路的控制方法及装置，能更好地解决无桥PFC电路的控制问题。
根据本发明的一个方面，提供了一种无桥PFC电路的控制方法，包括：
在交流电源工作在负半周期时，对无桥功率因数校正PFC电路的输入电流进行采样，得到所述输入电流的第一采样信号；
在交流电源工作在正半周期时，对无桥PFC电路的输入电流进行采样，得到所述输入电流的第二采样信号；
对无桥PFC电路的交流输入电压进行采样，得到所述交流输入电压的第三采样信号；
通过对所述第一采样信号/所述第二采样信号、所述第三采样信号进行处理，得到开关管控制信号，并利用所述开关管控制信号，调整所述无桥PFC电路的电流环路。
优选地，在交流电源工作在负半周期时，所述无桥PFC电路的输入电流是流经所述无桥PFC电路的第一开关管支路和第一回流支路的电流之和，其中：
所述第一开关管支路包括：
第一升压电感，其一端连接交流电源的第一输出端；
第一开关管，其漏极连接所述第一升压电感的另一端，源极连接所述第一采样单元，栅极连接所述开关控制单元；
所述第一回流支路包括：
第一回流二极管，其阳极连接所述第一采样单元，阴极连接交流电源的第一输出端。
优选地，在交流电源工作在正半周期时，所述无桥PFC电路的输入电流是流经所述无桥PFC电路的第二开关管支路和第二回流支路的电流之和，其中：
所述第二开关管支路包括：
第二升压电感，其一端连接交流电源的第二输出端；
第二开关管，其漏极连接所述第二升压电感的另一端，源极连接所述第二采样单元，栅极连接所述开关控制单元；
所述第二回流支路包括：
第二回流二极管，其阳极连接所述第二采样单元，阴极连接交流电源的第二输出端。
优选地，在交流电源工作在负半周期时，利用所述开关管控制信号，闭合或断开所述第二开关管,以便调整所述无桥PFC电路的电流环路；
当所述第二开关管闭合时，所述交流电源对无桥PFC电路的输入电流依次流经第二升压电感、第二开关管、第二采样单元、第一采样单元，并通过第一开关管支路和第一回流支路回流；
当所述第二开关管断开时，所述交流电源对无桥PFC电路的输入电流依次流经第二升压电感、第二升压二极管、输出母线电容、第一采样单元，并通过第一开关管支路和第一回流支路回流；
其中，所述第二升压二极管的阳极连接所述第二开关管的漏极，所述输出母线电容的阳极连接所述第二升压二极管的阴极，阴极连接信号地。
优选地，在交流电源工作在正半周期时，利用所述开关管控制信号，闭合或断开所述第一开关管,以便调整所述无桥PFC电路的电流环路；
当所述第一开关管闭合时，所述交流电源对无桥PFC电路的输入电流依次流经第一升压电感、第一开关管、第一采样单元、第二采样单元，并通过第二开关管支路和第二回流支路回流；
当所述第一开关管断开时，所述交流电源对无桥PFC电路的输入电流依次流经第一升压电感、第一升压二极管、输出母线电容、第二采样单元，并通过第二开关管支路和第二回流支路回流；
其中，所述第一升压二极管的阳极连接所述第一开关管的漏极，所述输出母线电容的阳极连接所述第一升压二极管的阴极，阴极连接信号地。
根据本发明的另一方面，提供了一种无桥PFC电路的控制装置，包括：
第一采样单元，用于在交流电源工作在负半周期时，对无桥PFC电路的输入电流进行采样，得到所述输入电流的第一采样信号；
第二采样单元，用于在交流电源工作在正半周期时，对无桥PFC电路的输入电流进行采样，得到所述输入电流的第二采样信号；
交流电压采样单元，用于对无桥PFC电路的交流输入电压进行采样，得到所述交流输入电压的第三采样信号；
开关控制单元，用于对所述第一采样信号/所述第二采样信号、所述第三采样信号进行处理，得到开关管控制信号，并利用所述开关管控制信号，调整所述无桥PFC电路的电流环路。
优选地，所述无桥PFC电路包括第一开关管支路和第一回流支路，其中：
所述第一开关管支路包括：
第一升压电感，其一端连接交流电源的第一输出端；
第一开关管，其漏极连接所述第一升压电感的另一端，源极连接所述第一采样单元，栅极连接所述开关控制单元；
所述第一回流支路包括：
第一回流二极管，其阳极连接所述第一采样单元，阴极连接交流电源的第一输出端；
其中，在交流电源工作在负半周期时，所述无桥PFC电路的输入电流是流经第一开关管支路和第一回流支路的电流之和。
优选地，所述无桥PFC电路包括第二开关管支路和第二回流支路，其中：
所述第二开关管支路包括：
第二升压电感，其一端连接交流电源的第二输出端；
第二开关管，其漏极连接所述第二升压电感的另一端，源极连接所述第二采样单元，栅极连接所述开关控制单元；
所述第二回流支路包括：
第二回流二极管，其阳极连接所述第二采样单元，阴极连接交流电源的第二输出端；
其中，在交流电源工作在正半周期时，所述无桥PFC电路的输入电流是流经第二开关管支路和第二回流支路的电流之和。
优选地，所述无桥PFC电路还包括：
第二升压二极管，其阳极连接所述第二开关管的漏极；
输出母线电容，其阳极连接所述第二升压二极管的阴极，其阴极连接信号地；
其中，在交流电源工作在负半周期时，利用所述开关管控制信号，闭合或断开用来调整所述无桥PFC电路的电流环路的所述第二开关管；当所述第二开关管闭合时，所述交流电源对无桥PFC电路的输入电流依次流经第二升压电感、第二开关管、第二采样单元、第一采样单元，并通过第一开关管支路和第一回流支路回流；当所述第二开关管断开时，所述交流电源对无桥PFC电路的输入电流依次流经第二升压电感、第二升压二极管、输出母线电容、第一采样单元，并通过第一开关管支路和第一回流支路回流。
优选地，所述无桥PFC电路还包括：
第一升压二极管，其阳极连接所述第一开关管的漏极，其阴极连接所述输出母线电容的阳极；
其中，在交流电源工作在正半周期时，利用所述开关管控制信号，闭合或断开用来调整所述无桥PFC电路的电流环路的所述第一开关管；当所述第一开关管闭合时，所述交流电源对无桥PFC电路的输入电流依次流经第一升压电感、第一开关管、第一采样单元、第二采样单元，并通过第二开关管支路和第二回流支路回流；当所述第一开关管断开时，所述交流电源对无桥PFC电路的输入电流依次流经第一升压电感、第一升压二极管、输出母线电容、第二采样单元，并通过第二开关管支路和第二回流支路回流。
与现有技术相比较，本发明的有益效果在于：
本发明能够简单有效的对输入电流进行采样，从而控制和实现输入电流跟踪交流输入电压。
附图说明
图1是本发明实施例提供的无桥PFC电路的控制方法原理框图；
图2是本发明实施例提供的无桥PFC电路的控制装置框图；
图3是本发明实施例提供的无桥PFC电路中电流采样结构示意图；
图4是本发明实施例提供的无桥PFC电路中电流采样电路示意图；
图5是图4所述电路在输入交流电压在正半周期时，第一开关管处于闭合状态下的输入电流流向示意图；
图6是图4所述电路在输入交流电压在正半周期时，第一开关管处于断开状态下的输入电流流向示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明，应当理解，以下所说明的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
图1是本发明实施例提供的无桥PFC电路的控制方法原理框图，如图1所示，步骤包括：
步骤101、在交流电源工作在负半周期时，对无桥功率因数校正PFC电路的输入电流进行采样，得到所述输入电流的第一采样信号。
在交流电源工作在负半周期时，所述无桥PFC电路的输入电流是流经所述无桥PFC电路的第一开关管支路和第一回流支路的电流之和，其中：
所述第一开关管支路包括：第一升压电感，其一端连接交流电源的第一输出端；第一开关管，其漏极连接所述第一升压电感的另一端，源极连接所述第一采样单元，栅极连接所述开关控制单元；
所述第一回流支路包括：第一回流二极管，其阳极连接所述第一采样单元，阴极连接交流电源的第一输出端。
步骤102、在交流电源工作在正半周期时，对无桥PFC电路的输入电流进行采样，得到所述输入电流的第二采样信号。
在交流电源工作在正半周期时，所述无桥PFC电路的输入电流是流经所述无桥PFC电路的第二开关管支路和第二回流支路的电流之和，其中：
所述第二开关管支路包括：第二升压电感，其一端连接交流电源的第二输出端；第二开关管，其漏极连接所述第二升压电感的另一端，源极连接所述第二采样单元，栅极连接所述开关控制单元；
所述第二回流支路包括：第二回流二极管，其阳极连接所述第二采样单元，阴极连接交流电源的第二输出端。
步骤103、对无桥PFC电路的交流输入电压进行采样，得到所述交流输入电压的第三采样信号。
步骤104、通过对所述第一采样信号/所述第二采样信号、所述第三采样信号进行处理，得到开关管控制信号，并利用所述开关管控制信号，调整所述无桥PFC电路的电流环路。
在交流电源工作在负半周期时，利用所述开关管控制信号，闭合或断开所述第二开关管,以便调整所述无桥PFC电路的电流环路。具体地说，当所述第二开关管闭合时，所述交流电源对无桥PFC电路的输入电流依次流经第二升压电感、第二开关管、第二采样单元、第一采样单元，并通过第一开关管支路和第一回流支路回流；当所述第二开关管断开时，所述交流电源对无桥PFC电路的输入电流依次流经第二升压电感、第二升压二极管、输出母线电容、第一采样单元，并通过第一开关管支路和第一回流支路回流。其中，所述第二升压二极管的阳极连接所述第二开关管的漏极，所述输出母线电容的阳极连接所述第二升压二极管的阴极，阴极连接信号地。
在交流电源工作在正半周期时，利用所述开关管控制信号，闭合或断开所述第一开关管,以便调整所述无桥PFC电路的电流环路。具体地说，当所述第一开关管闭合时，所述交流电源对无桥PFC电路的输入电流依次流经第一升压电感、第一开关管、第一采样单元、第二采样单元，并通过第二开关管支路和第二回流支路回流；当所述第一开关管断开时，所述交流电源对无桥PFC电路的输入电流依次流经第一升压电感、第一升压二极管、输出母线电容、第二采样单元，并通过第二开关管支路和第二回流支路回流。其中，所述第一升压二极管的阳极连接所述第一开关管的漏极，所述输出母线电容的阳极连接所述第一升压二极管的阴极，阴极连接信号地。
图2是本发明实施例提供的无桥PFC电路的控制装置框图，图3是本发明实施例提供的无桥PFC电路中电流采样结构示意图，如图2和图3所示，所述装置包括：
第一采样单元，用于在交流电源工作在负半周期时，对无桥PFC电路的输入电流进行采样，得到所述输入电流的第一采样信号；
第二采样单元，用于在交流电源工作在正半周期时，对无桥PFC电路的输入电流进行采样，得到所述输入电流的第二采样信号；
交流电压采样单元，用于对无桥PFC电路的交流输入电压进行采样，得到所述交流输入电压的第三采样信号；
开关控制单元，用于对所述第一采样信号/所述第二采样信号、所述第三采样信号进行处理，得到开关管控制信号，并利用所述开关管控制信号，调整所述无桥PFC电路的电流环路。
所述无桥PFC电路包括第一开关管支路和第一回流支路，其中：所述第一开关管支路包括：第一升压电感，其一端连接交流电源的第一输出端；第一开关管，其漏极连接所述第一升压电感的另一端，源极连接所述第一采样单元，栅极连接所述开关控制单元。所述第一回流支路包括：第一回流二极管，其阳极连接所述第一采样单元，阴极连接交流电源的第一输出端。其中，在交流电源工作在负半周期时，所述无桥PFC电路的输入电流是流经第一开关管支路和第一回流支路的电流之和。
所述无桥PFC电路还包括第二开关管支路和第二回流支路，其中：所述第二开关管支路包括：第二升压电感，其一端连接交流电源的第二输出端；第二开关管，其漏极连接所述第二升压电感的另一端，源极连接所述第二采样单元，栅极连接所述开关控制单元。所述第二回流支路包括：第二回流二极管，其阳极连接所述第二采样单元，阴极连接交流电源的第二输出端。其中，在交流电源工作在正半周期时，所述无桥PFC电路的输入电流是流经第二开关管支路和第二回流支路的电流之和。
所述无桥PFC电路还包括：第二升压二极管，其阳极连接所述第二开关管的漏极；输出母线电容，其阳极连接所述第二升压二极管的阴极，其阴极连接信号地。其中，在交流电源工作在负半周期时，利用所述开关管控制信号，闭合或断开用来调整所述无桥PFC电路的电流环路的所述第二开关管；当所述第二开关管闭合时，所述交流电源对无桥PFC电路的输入电流依次流经第二升压电感、第二开关管、第二采样单元、第一采样单元，并通过第一开关管支路和第一回流支路回流；当所述第二开关管断开时，所述交流电源对无桥PFC电路的输入电流依次流经第二升压电感、第二升压二极管、输出母线电容、第一采样单元，并通过第一开关管支路和第一回流支路回流。
所述无桥PFC电路还包括：第一升压二极管，其阳极连接所述第一开关管的漏极，其阴极连接所述输出母线电容的阳极。其中，在交流电源工作在正半周期时，利用所述开关管控制信号，闭合或断开用来调整所述无桥PFC电路的电流环路的所述第一开关管；当所述第一开关管闭合时，所述交流电源对无桥PFC电路的输入电流依次流经第一升压电感、第一开关管、第一采样单元、第二采样单元，并通过第二开关管支路和第二回流支路回流；当所述第一开关管断开时，所述交流电源对无桥PFC电路的输入电流依次流经第一升压电感、第一升压二极管、输出母线电容、第二采样单元，并通过第二开关管支路和第二回流支路回流。
如图3所示，无桥PFC拓扑包含第一升压电感L1，连接在交流AC输入端，即连接点4和第6连接点之间；第二升压电感L2，连接在交流AC输入端，即连接点5和第7连接点之间。第一升压二极管D3阳极连接在第6连接点，阴极连接在输出电压正端，即连接点8；第二升压二极管D4阳极连接在第7连接点，阴极连接在输出电压正端，即连接点8。第一开关管S1连接在第6连接点和第一采样单元之间，第二开关管S2连接在第7连接点和第二采样单元之间。第一回流二极管D1连接在交流AC输入端即连接点4和第一采样单元之间；第二回流二极管D2，连接在交流AC输入端即连接点5和第二采样单元之间。两个电流采样单元，其中，第一采样单元串联在第一开关管S1与第一回流二极管D1的连接点1和输出电压负端即连接点3之间，对流过第一开关管S1和第一回流二极管D1的电流之和进行采样；第二采样单元串联在第二开关管S2与第二回流二极管D2的连接点2和输出电压负端即连接点3之间，对流过第二开关管S2和第二回流二极管D2的电流之和进行采样。所述两个电流采样单元中的电流采样器件包括但不限于电阻、两端子分流器、四端子分流器、电流互感器、电流传感器等。
如图2所示，交流电压采样单元对交流输入电压进行采样，得到关于所述交流输入电压的第三采样信号Vac，当Vac大于预设值时，说明交流输入电压处于正半周期，此时，开关控制单元利用第二采样单元的第二采样信号和交流电压采样单元的第三采样信号Vac，生成开关管控制信号，以便控制第一开关管闭合或者断开。当Vac小于或等于预设值时，说明交流输入电压处于负半周期，此时，开关控制单元利用第一采样单元的第一采样信号和交流电压采样单元的第三采样信号Vac，生成开关管控制信号，以便控制第二开关管闭合或者断开。
也就是说，开关控制单元通过交流输入电压的采样信号来判断交流输入电压工作在正半周期还是负半周期，并依此来选择第一采样单元的采样信号或第二采样单元的采样信号，从而进行环路控制。所述交流电压采样单元将采样得到的第三采样信号Vac送入开关控制单元，第一采样单元（以第一采样单元为电阻R1为例）将采样得到的第一采样信号VR1送入开关控制单元，第二采样单元（以第一采样单元为电阻R2为例）将采样得到的第二采样信号VR2送入开关控制单元。开关控制单元根据Vac判断交流输入电压是正半周期还是负半周期，当判断交流输入电压是正半周期时，开关控制单元取VR2作为电流环路控制信号，通过环路补偿控制算法，输出开关管控制信号，控制第一开关管S1闭合或者断开，从而实现输入电流的采样信号VR2跟踪交流输入电压的采样信号Vac，以达到实际交流输入电流跟踪交流输入电压，实现功率因数校正的目的。例如，当VR2大于Vac时，断开S1，否则，闭合S1。同理，当判断交流输入电压是负半周时，开关控制单元取VR1作为电流环路控制信号，通过环路补偿控制算法，输出开关管控制信号，控制第二开关管S2闭合或者断开，从而实现功率因数校正。例如，当VR1大于Vac时，断开S2，否则，闭合S2。
图4是本发明实施例提供的无桥PFC电路中电流采样电路示意图，如图4所示，本实施例中第一采样单元采用电阻R1作为电流采样器件，第二采样单元采用电阻R2作为电流采样器件。
图5是图4所述电路在输入交流电压在正半周期时，第一开关管处于闭合状态下的输入电流流向示意图，定义交流输入电压Va大于Vb为正半周期工作，在正半周工作时，第一开关管S1做闭合或断开动作，第二开关管S2始终保持闭合。
如图5所示，在正半周期工作时，当第一开关管S1闭合时，输入电流依次流经第一升压电感L1、第一开关管S1、第一采样单元R1、第二采样单元R2，之后，一部分输入电流通过第二开关管S2、第二升压电感L2回流，另一部分输入电流通过第二回流二极管D2回流。
如图6所示，在正半周工作时，当第一开关管S1断开时，输入电流依次流经第一升压电感L1、第一升压二极管D3、输出母线电容C、第二采样单元R2，之后，一部分输入电流通过第二开关管S2、第二升压电感L2回流，另一部分输入电流通过第二回流二极管D2回流。
因此，在正半周期工作时，不论第一开关管S1是闭合状态还是断开状态，输入电流均能通过第二采样单元R2采样得到。
依据对称分析，当Vb大于Va时，定义为负半周期工作，在负半周期工作时，第二开关管S2做闭合或断开动作，第一开关管S1始终保持闭合。具体地说，在负半周期工作时，当第二开关管S2闭合时，输入电流依次流经第二升压电感L2、第二开关管S2、第二采样单元R2、第一采样单元R1，之后，一部分输入电流通过第一开关管S1、第一升压电感L1回流，另一部分输入电流通过第一回流二极管D1回流。在负半周工作时，当第二开关管S2断开时，输入电流依次流经第二升压电感L2、第二升压二极管D4、输出母线电容C、第一采样单元R1，之后，一部分输入电流通过第一开关管S1、第一升压电感L1回流，另一部分输入电流通过第一回流二极管D1回流。因此，在负半周期工作时，不论第一开关管S1是闭合状态还是断开状态，输入电流均能通过第一采样单元R1采样得到。
综上所述，本发明通过简单有效地采样输入电流，从而控制和实现输入电流跟踪交流输入电压，实现功率因数校正。
尽管上文对本发明进行了详细说明，但是本发明不限于此，本技术领域技术人员可以根据本发明的原理进行各种修改。因此，凡按照本发明原理所作的修改，都应当理解为落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种无桥PFC电路的控制方法，其特征在于，包括：
在交流电源工作在负半周期时，对无桥功率因数校正PFC电路的输入电流进行采样，得到所述输入电流的第一采样信号；
在交流电源工作在正半周期时，对无桥PFC电路的输入电流进行采样，得到所述输入电流的第二采样信号；
对无桥PFC电路的交流输入电压进行采样，得到所述交流输入电压的第三采样信号；
通过对所述第一采样信号/所述第二采样信号、所述第三采样信号进行处理，得到开关管控制信号，并利用所述开关管控制信号，调整所述无桥PFC电路的电流环路。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在交流电源工作在负半周期时，所述无桥PFC电路的输入电流是流经所述无桥PFC电路的第一开关管支路和第一回流支路的电流之和，其中：
所述第一开关管支路包括：
第一升压电感，其一端连接交流电源的第一输出端；
第一开关管，其漏极连接所述第一升压电感的另一端，源极连接所述第一采样单元，栅极连接所述开关控制单元；
所述第一回流支路包括：
第一回流二极管，其阳极连接所述第一采样单元，阴极连接交流电源的第一输出端。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在交流电源工作在正半周期时，所述无桥PFC电路的输入电流是流经所述无桥PFC电路的第二开关管支路和第二回流支路的电流之和，其中：
所述第二开关管支路包括：
第二升压电感，其一端连接交流电源的第二输出端；
第二开关管，其漏极连接所述第二升压电感的另一端，源极连接所述第二采样单元，栅极连接所述开关控制单元；
所述第二回流支路包括：
第二回流二极管，其阳极连接所述第二采样单元，阴极连接交流电源的第二输出端。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在交流电源工作在负半周期时，利用所述开关管控制信号，闭合或断开所述第二开关管,以便调整所述无桥PFC电路的电流环路；
当所述第二开关管闭合时，所述交流电源对无桥PFC电路的输入电流依次流经第二升压电感、第二开关管、第二采样单元、第一采样单元，并通过第一开关管支路和第一回流支路回流；
当所述第二开关管断开时，所述交流电源对无桥PFC电路的输入电流依次流经第二升压电感、第二升压二极管、输出母线电容、第一采样单元，并通过第一开关管支路和第一回流支路回流；
其中，所述第二升压二极管的阳极连接所述第二开关管的漏极，所述输出母线电容的阳极连接所述第二升压二极管的阴极，阴极连接信号地。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在交流电源工作在正半周期时，利用所述开关管控制信号，闭合或断开所述第一开关管,以便调整所述无桥PFC电路的电流环路；
当所述第一开关管闭合时，所述交流电源对无桥PFC电路的输入电流依次流经第一升压电感、第一开关管、第一采样单元、第二采样单元，并通过第二开关管支路和第二回流支路回流；
当所述第一开关管断开时，所述交流电源对无桥PFC电路的输入电流依次流经第一升压电感、第一升压二极管、输出母线电容、第二采样单元，并通过第二开关管支路和第二回流支路回流；
其中，所述第一升压二极管的阳极连接所述第一开关管的漏极，所述输出母线电容的阳极连接所述第一升压二极管的阴极，阴极连接信号地。
6.一种无桥PFC电路的控制装置，其特征在于，包括：
第一采样单元，用于在交流电源工作在负半周期时，对无桥PFC电路的输入电流进行采样，得到所述输入电流的第一采样信号；
第二采样单元，用于在交流电源工作在正半周期时，对无桥PFC电路的输入电流进行采样，得到所述输入电流的第二采样信号；
交流电压采样单元，用于对无桥PFC电路的交流输入电压进行采样，得到所述交流输入电压的第三采样信号；
开关控制单元，用于对所述第一采样信号/所述第二采样信号、所述第三采样信号进行处理，得到开关管控制信号，并利用所述开关管控制信号，调整所述无桥PFC电路的电流环路。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述无桥PFC电路包括第一开关管支路和第一回流支路，其中：
所述第一开关管支路包括：
第一升压电感，其一端连接交流电源的第一输出端；
第一开关管，其漏极连接所述第一升压电感的另一端，源极连接所述第一采样单元，栅极连接所述开关控制单元；
所述第一回流支路包括：
第一回流二极管，其阳极连接所述第一采样单元，阴极连接交流电源的第一输出端；
其中，在交流电源工作在负半周期时，所述无桥PFC电路的输入电流是流经第一开关管支路和第一回流支路的电流之和。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述无桥PFC电路包括第二开关管支路和第二回流支路，其中：
所述第二开关管支路包括：
第二升压电感，其一端连接交流电源的第二输出端；
第二开关管，其漏极连接所述第二升压电感的另一端，源极连接所述第二采样单元，栅极连接所述开关控制单元；
所述第二回流支路包括：
第二回流二极管，其阳极连接所述第二采样单元，阴极连接交流电源的第二输出端；
其中，在交流电源工作在正半周期时，所述无桥PFC电路的输入电流是流经第二开关管支路和第二回流支路的电流之和。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述无桥PFC电路还包括：
第二升压二极管，其阳极连接所述第二开关管的漏极；
输出母线电容，其阳极连接所述第二升压二极管的阴极，其阴极连接信号地；
其中，在交流电源工作在负半周期时，利用所述开关管控制信号，闭合或断开用来调整所述无桥PFC电路的电流环路的所述第二开关管；当所述第二开关管闭合时，所述交流电源对无桥PFC电路的输入电流依次流经第二升压电感、第二开关管、第二采样单元、第一采样单元，并通过第一开关管支路和第一回流支路回流；当所述第二开关管断开时，所述交流电源对无桥PFC电路的输入电流依次流经第二升压电感、第二升压二极管、输出母线电容、第一采样单元，并通过第一开关管支路和第一回流支路回流。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述无桥PFC电路还包括：
第一升压二极管，其阳极连接所述第一开关管的漏极，其阴极连接所述输出母线电容的阳极；
其中，在交流电源工作在正半周期时，利用所述开关管控制信号，闭合或断开用来调整所述无桥PFC电路的电流环路的所述第一开关管；当所述第一开关管闭合时，所述交流电源对无桥PFC电路的输入电流依次流经第一升压电感、第一开关管、第一采样单元、第二采样单元，并通过第二开关管支路和第二回流支路回流；当所述第一开关管断开时，所述交流电源对无桥PFC电路的输入电流依次流经第一升压电感、第一升压二极管、输出母线电容、第二采样单元，并通过第二开关管支路和第二回流支路回流。
CN201310272184.2A 2013-07-01 2013-07-01 一种无桥pfc电路的控制方法及装置 Active CN104283413B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310272184.2A CN104283413B (zh) 2013-07-01 2013-07-01 一种无桥pfc电路的控制方法及装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310272184.2A CN104283413B (zh) 2013-07-01 2013-07-01 一种无桥pfc电路的控制方法及装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104283413A true CN104283413A (zh) 2015-01-14
CN104283413B CN104283413B (zh) 2018-11-16

Family

ID=52257996

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310272184.2A Active CN104283413B (zh) 2013-07-01 2013-07-01 一种无桥pfc电路的控制方法及装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104283413B (zh)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105226968A (zh) * 2015-09-18 2016-01-06 浙江工业大学 自激式BJT型无桥Sepic PFC整流电路
CN105337488A (zh) * 2015-10-23 2016-02-17 福州大学 一种具有正向电压输出的新型无桥Cuk PFC变换器
CN105527484A (zh) * 2016-02-18 2016-04-27 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 一种无桥pfc电路的电流采样装置及其控制方法
CN106941316A (zh) * 2017-04-28 2017-07-11 茂硕电源科技股份有限公司 一种无桥pfc电路
CN108667323A (zh) * 2018-06-25 2018-10-16 广州金升阳科技有限公司 交直流输入自适应开关电源电路
CN109004850A (zh) * 2017-06-07 2018-12-14 杭州先途电子有限公司 一种半桥有源功率因数校正电路及一种变频控制器及一种电源电路
CN110133360A (zh) * 2019-03-25 2019-08-16 深圳开沃汽车有限公司 双ad通道交流电机相电流采样电路
CN110474528A (zh) * 2019-08-16 2019-11-19 杰华特微电子（杭州）有限公司 双电感无桥升压电路的控制电路及控制方法
CN111654196A (zh) * 2020-04-16 2020-09-11 山西大学 一种电容分压的改进无桥双Boost功率因数校正整流器
CN111856116A (zh) * 2020-07-21 2020-10-30 广州金升阳科技有限公司 一种无桥pfc电流采样电路及其应用

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110933815A (zh) * 2019-12-03 2020-03-27 哈尔滨理工大学 Led驱动电源及其数字控制方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1855658A (zh) * 2005-03-31 2006-11-01 国际整流器公司 无桥路升压pfc电路的、使用单变流器的电流检测方法
CN101552546A (zh) * 2008-04-02 2009-10-07 台达电子工业股份有限公司 用于临界导通模式的无桥功率因数校正电路及其控制方法
CN101707441A (zh) * 2009-11-26 2010-05-12 华为技术有限公司 图腾柱无桥电路系统及电流采样装置
US20110075462A1 (en) * 2009-09-30 2011-03-31 Astec International Limited Bridgeless Boost PFC Circuits and Systems
CN102721848A (zh) * 2011-03-29 2012-10-10 艾默生网络能源系统北美公司 无桥pfc电路的输入电流检测方法及装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1855658A (zh) * 2005-03-31 2006-11-01 国际整流器公司 无桥路升压pfc电路的、使用单变流器的电流检测方法
CN101552546A (zh) * 2008-04-02 2009-10-07 台达电子工业股份有限公司 用于临界导通模式的无桥功率因数校正电路及其控制方法
US20110075462A1 (en) * 2009-09-30 2011-03-31 Astec International Limited Bridgeless Boost PFC Circuits and Systems
CN101707441A (zh) * 2009-11-26 2010-05-12 华为技术有限公司 图腾柱无桥电路系统及电流采样装置
CN102721848A (zh) * 2011-03-29 2012-10-10 艾默生网络能源系统北美公司 无桥pfc电路的输入电流检测方法及装置

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105226968A (zh) * 2015-09-18 2016-01-06 浙江工业大学 自激式BJT型无桥Sepic PFC整流电路
CN105226968B (zh) * 2015-09-18 2017-09-26 浙江工业大学 自激式BJT型无桥Sepic PFC整流电路
CN105337488A (zh) * 2015-10-23 2016-02-17 福州大学 一种具有正向电压输出的新型无桥Cuk PFC变换器
CN105527484A (zh) * 2016-02-18 2016-04-27 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 一种无桥pfc电路的电流采样装置及其控制方法
CN106941316A (zh) * 2017-04-28 2017-07-11 茂硕电源科技股份有限公司 一种无桥pfc电路
CN109004850A (zh) * 2017-06-07 2018-12-14 杭州先途电子有限公司 一种半桥有源功率因数校正电路及一种变频控制器及一种电源电路
CN108667323A (zh) * 2018-06-25 2018-10-16 广州金升阳科技有限公司 交直流输入自适应开关电源电路
CN110133360A (zh) * 2019-03-25 2019-08-16 深圳开沃汽车有限公司 双ad通道交流电机相电流采样电路
CN110474528A (zh) * 2019-08-16 2019-11-19 杰华特微电子（杭州）有限公司 双电感无桥升压电路的控制电路及控制方法
CN111654196A (zh) * 2020-04-16 2020-09-11 山西大学 一种电容分压的改进无桥双Boost功率因数校正整流器
CN111654196B (zh) * 2020-04-16 2021-09-28 山西大学 一种电容分压的改进无桥双Boost功率因数校正整流器
CN111856116A (zh) * 2020-07-21 2020-10-30 广州金升阳科技有限公司 一种无桥pfc电流采样电路及其应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN104283413B (zh) 2018-11-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104283413A (zh) 一种无桥pfc电路的控制方法及装置
CN104237615B (zh) 电流过零检测装置、信号获取电路及电路系统
CN102882386B (zh) 一种ac/dc变换装置及其控制方法
CN102694460B (zh) 三相升降压功率因数校正变换器
CN107896069A (zh) 一种新型单相混合三电平整流器
CN102646987B (zh) 一种功率因数调整电路和调整方法
CN102721848A (zh) 无桥pfc电路的输入电流检测方法及装置
CN103166489B (zh) 一种三相高功率因数整流器的控制电路
CN104360143A (zh) 负载过零点检测电路及方法,负载电压检测电路及方法
CN105429451A (zh) 一种pfc电感饱和抑制电路、方法及电源设备
CN105207510B (zh) 一种三电平模块并联结构及并联方法
CN102545578B (zh) 单相半桥倍压整流pfc电路
CN104113199A (zh) 一种有源pfc电路及其控制方法
CN107834839A (zh) 一种接触器节电器
CN208675121U (zh) 交直流输入自适应开关电源电路
CN104702108A (zh) 采用定频控制的临界连续升压变换器
CN203151389U (zh) 一种三相高功率因数整流器的控制电路
CN205725459U (zh) 一种自适应开关电源均流电路
CN107147322A (zh) 双Buck全桥逆变器迭代学习控制方法
CN104393750A (zh) 无桥pfc电路
CN203301359U (zh) 一种有源pfc电路
CN205141991U (zh) 一种pfc电路
CN104967304A (zh) 一种基于无桥cuk隔离型三相功率因数校正变换器
RU2525837C2 (ru) Способ и система управления безмостовым корректором коэффициента мощности с помощью цифрового сигнального процессора
CN203896209U (zh) 一种低电压三相输入升降压dc电源装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant