CN108631580A - 一种电流采样电路及无桥整流系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于开关电源领域，提供了一种电流采样电路及无桥整流系统。在第一开关管、第二开关管均导通期间，电流互感器的主绕组将功率因数校正电路的激磁回路中的电流隔离耦合至电流互感器的副绕组，电流互感器的副绕组所在的电流采样回路通过采样输出端输出采样信号，该期间电流互感器处于磁置位过程；在第一开关管、第二开关管均关断期间，电流互感器的副绕组所在的闭合放电回路通过复位电阻放电，完成电流互感器的磁复位过程，该期间电流互感器处于磁复位过程。因此，本发明中的电流采样电路抗干扰能力强，通过采用本发明中的电流采样电路，可以提高无桥整流系统的电流采样精度以及提高无桥整流系统的抗干扰能力。
Description
技术领域
本发明属于开关电源领域，尤其涉及一种电流采样电路及无桥整流系统。
背景技术
随着绿色、环保、节能观念的深入普及，对供电系统中电源转换效率的要求越来越高，传统的桥式整流成为限制开关电源转换效率提升的一个主要瓶颈。新型的无桥整流系统不仅可以有效解决效率问题，桥式整流器的散热问题也随之迎刃而解。但是，现有的无桥整流系统抗干扰能力较差。另外，无桥整流系统中的电流采样电路处于和主开关同步的高频开关状态，对PWM时序精确度要求相对较高，影响电流采集精度。
因此，现有的无桥整流系统存在抗干扰能力差以及电流采样精度低的问题。
发明内容
本发明提供一种电流采样电路及无桥整流系统，旨在解决现有的无桥整流系统存在的抗干扰能力差以及电流采样精度低的问题。
本发明第一方面提供一种电流采样电路，所述电流采样电路通过电流互感器与功率因数校正电路连接，所述功率因数校正电路包括：
交流信号源、扼流器件、第一开关管、第二开关管、所述电流互感器的主绕组、第一单向导电器件、第二单向导电器件、第三单向导电器件、第四单向导电器件、储能器件及负载；
所述交流信号源的第一端连接所述扼流器件的第一端，所述扼流器件的第二端、所述第二单向导电器件的阴极与所述第一开关管的第一端共接于所述第一单向导电器件的阳极，所述第一开关管的第二端与所述第二开关管的第一端连接，所述第二开关管的第二端连接所述交流互感器的主绕组的第一端，所述交流互感器的主绕组的第二端、所述第三单向导电器件的阳极与所述第四单向导电器件的阴极共接于所述交流信号源的第二端，所述第一单向导电器件的阴极、所述第三单向导电器件的阴极与所述储能器件的第一端共接于所述负载的第一端，所述负载的第二端、所述储能器件的第二端与所述第四单向导电器件的阳极共接于所述第二单向导电器件的阳极；
所述第一开关管的控制端和所述第二开关管的控制端共接有控制所述第一开关管和所述第二开关管同步导通和关断的驱动信号，在所述交流信号源输出的交流信号的正半周内，所述驱动信号在所述功率因数校正电路中所述扼流器件的电流上升期间驱动所述第一开关管与所述第二开关管导通，在所述扼流器件的电流下降期间驱动所述第一开关管与所述第二开关管关断；在所述交流信号源输出的交流信号的负半周内，所述驱动信号在所述功率因数校正电路中所述扼流器件的电流上升期间驱动所述第一开关管与所述第二开关管关断，在所述扼流器件的电流下降期间驱动所述第一开关管与所述第二开关管导通；
其特征在于，所述电流采样电路包括：
所述电流互感器的副绕组、第五单向导电器件、第六单向导电器件、第三开关管、第七单向导电器件、第八单向导电器件、第四开关管、第一复位电阻、第二复位电阻以及采样电阻；
所述第三开关管的控制端连接有低频控制信号，且所述低频控制信号经过反相器反相后连接至所述第四开关管的控制端，所述低频控制信号在所述交流信号源输出的交流信号的正半周期输出高电平，以使所述第三开关管导通、所述第四开关管关断，在所述交流信号的负半周期输出低电平，以使所述第三开关管关断、所述第四开关管导通；
所述第五单向导电器件的阳极与所述第六单向导电器件的阴极共接于所述电流互感器的副绕组的第一端，所述第七单向导电器件的阳极与所述第八单向导电器件的阴极共接于所述电流互感器的副绕组的第二端，所述第五单向导电器件的阴极与所述第一复位电阻的第一端共接于所述第三开关管的第一端，所述第七单向导电器件的阴极与所述第二复位电阻的第一端共接于所述第四开关管的第一端，所述采样电阻的第一端、所述第八单向导电器件的阳极与所述第六单向导电器件的阳极共接于地，所述第一复位电阻的第二端、所述第三开关管的第二端、所述第二复位电阻的第二端、所述第四开关管的第二端与所述采样电阻的第二端共接形成所述电流采样电路的采样输出端；所述第一复位电阻的阻值以及所述第二复位电阻的阻值均远大于所述采样电阻的阻值；
或者所述第五单向导电器件的阳极与所述第六单向导电器件的阴极共接于所述电流互感器的副绕组的第一端，所述第七单向导电器件的阳极与所述第八单向导电器件的阴极共接于所述电流互感器的副绕组的第二端，所述第六单向导电器件的阳极与所述第二复位电阻的第一端共接于所述第四开关管的第二端，所述第八单向导电器件的阳极与所述第一复位电阻的第一端共接于所述第三开关管的第二端，所述第二复位电阻的第二端、所述第一复位电阻的第二端、所述第四开关管的第一端、所述第三开关管的第一端以及所述采样电阻的第一端共接于地，所述第五单向导电器件的阴极、所述第七单向导电器件的阴极与所述采样电阻的第二端共接形成所述电流采样电路的采样输出端；所述第一复位电阻的阻值以及所述第二复位电阻的阻值均远大于所述采样电阻的阻值；
在所述交流信号源输出的交流信号的正半周期内：
在所述第一开关管、所述第二开关管、所述第三开关管导通且所述第四开关管关断期间，所述交流信号源、所述扼流器件、所述第一开关管、所述第二开关管以及所述电流互感器的主绕组形成第一激磁闭合回路，所述电流互感器的主绕组将所述第一激磁闭合回路中的电流隔离耦合至所述电流互感器的副绕组，所述电流互感器的副绕组产生感应电流，并与所述第五单向导电器件、所述第三开关管、所述采样电阻以及所述第八单向导电器件形成第一电流采样回路，并通过所述采样输出端输出采样信号；在此期间，所述电流互感器处于激磁过程；
在所述第一开关管、所述第二开关管、所述第四开关管导通且所述第三开关管关断期间，所述交流信号源、所述扼流器件、所述第一单向导电器件、所述储能器件以及所述第四单向导电器件形成第一退磁闭合回路，所述电流互感器退磁；所述第六单向导电器件与所述电流互感器的副绕组、所述第七单向导电器件、所述第二复位电阻以及所述采样电阻形成第一闭合放电回路，在此期间，所述电流互感器处于退磁过程；
在所述交流信号源输出的交流信号的负半周期内：
在所述第一开关管、所述第二开关管、所述第四开关管导通且所述第三开关管关断期间，所述交流信号源、所述扼流器件、所述第一开关管、所述第二开关管以及所述电流互感器的主绕组形成第二激磁闭合回路，所述电流互感器的主绕组将所述第二激磁闭合回路中的电流隔离耦合至所述电流互感器的副绕组，所述电流互感器的副绕组产生感应电流，并与所述第七单向导电器件、所述第四开关管、所述采样电阻以及所述第六单向导电器件形成第二电流采样回路，并通过所述采样输出端输出采样信号；在此期间，所述电流互感器处于激磁过程；
在所述第一开关管、所述第二开关管、所述第三开关管关断且所述第四开关管导通期间，所述交流信号源、所述扼流器件、所述第三单向导电器件、所述储能器件以及所述第二单向导电器件形成第二退磁闭合回路，所述电流互感器退磁；所述第五单向导电器件与所述电流互感器的副绕组、所述第八单向导电器件、所述采样电阻以及所述第一复位电阻形成第二闭合放电回路，在此期间，所述电流互感器处于退磁过程。
进一步的，所述扼流器件为电感。
进一步的，所述第一开关管和第二开关管分别为第一MOS管和第二MOS管；所述第一MOS管的漏极、源极以及栅极分别为所述第一开关管的第一端、第二端以及控制端，所述第二MOS管的源极、漏极以及栅极分别为所述第二开关管的第一端、第二端以及栅极。
进一步的，所述第一单向导电器件、所述第二单向导电器件、所述第三单向导电器件及所述第四单向导电器件分别为第一二极管、第二二极管、第三二极管及第四二极管。
进一步的，所述储能器件为极性电容，所述极性电容的正极和负极分别为所述储能器件的第一端和第二端。
进一步的，所述负载为第一电阻。
进一步的，所述第五单向导电器件和所述第六单向导电器件分别为第五二极管和第六二极管。
进一步的，所述第七单向导电器件和所述第八单向导电器件分别为第七二极管和第八二极管。
进一步的，所述第三开关管和所述第四开关管分别为第三MOS管和第四MOS管，所述第三MOS管的漏极、源极及栅极分别为所述第三开关管的第一端、第二端及控制端，所述第四MOS管的源极、漏极及栅极分别为所述第四开关管的第一端、第二端及控制端。
本发明第二方面还提供一种无桥整流系统，所述无桥整流系统不仅包括上述所述的功率因数校正电路，还包括上述所述的电流采样电路。
在本发明中，在第一开关管、第二开关管、第三开关管导通且第四开关管关断期间或者在第一开关管、第二开关管、第四开关管导通且第三开关管关断期间，电流互感器的主绕组将功率因数校正电路的激磁回路中的电流隔离耦合至电流互感器的副绕组，电流互感器的副绕组所在的电流采样回路通过采样电阻输出采样信号，该期间电流互感器处于磁置位过程；在第一开关管、第二开关管、第四开关管关断且第三开关管导通期间或者在第一开关管、第二开关管、第三开关管关断且第四开关管导通期间，该期间电流互感器处于磁复位过程，电流互感器的副绕组所在的闭合放电回路通过复位电阻放电，完成电流互感器的磁复位过程。因此，本发明中的电流采样电路抗干扰能力强，通过采用本发明中的电流采样电路，可以提高无桥整流系统的电流采样精度以及提高无桥整流系统的抗干扰能力。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种电流采样电路的模块结构图；
图2是本发明实施例提供的一种电流采样电路的另一模块结构图；
图3是本发明实施例提供的功率因数校正电路的模块结构图；
图4是本发明实施例提供的功率因数校正电路的电路结构构图；
图5是本发明实施例提供的一种电流采样电路的电路结构图；
图6是本发明实施例提供的一种电流采样电路的另一电路结构图；
图7是本发明实施例提供的交流信号源输出的一个交流信号周期内的相关波形时序示意图；
图8是本发明实施例提供的t0-t1期间功率因数校正电路中第一激磁闭合回路的示意图；
图9是本发明实施例提供的t0-t1期间电流采样电路中第一电流采样回路的示意图；
图10是本发明实施例提供的t1-t2期间功率因数校正电路中第一退磁闭合回路的示意图；
图11是本发明实施例提供的t1-t2期间电流采样电路中第一闭合放电回路的示意图；
图12是本发明实施例提供的t3-t4期间功率因数校正电路中第二激磁闭合回路的示意图；
图13是本发明实施例提供的t3-t4期间电流采样电路中第二电流采样回路的示意图；
图14是本发明实施例提供的t4-t5期间功率因数校正电路中第二退磁闭合回路的示意图；
图15是本发明实施例提供的t4-t5期间电流采样电路中第二闭合放电回路的示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
图1示出了本发明实施例提供的电流采样电路的模块结构，图3示出了本发明实施例提供的功率因数校正电路的模块结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：
请参阅图1和图3，图1所示的电流采样电路通过电流互感器CT(电流互感器CT包括电流互感器主绕组CT-A和电流互感器副绕组CT-B)与图3所示的功率因数校正电路连接，如图3所示，该功率因数校正电路包括交流信号源AC、扼流器件1、第一开关管2、第二开关管3、电流互感器的主绕组CT-A、第一单向导电器件4、第二单向导电器件5、第三单向导电器件6、第四单向导电器件7、储能器件8及负载9。
交流信号源AC的第一端连接扼流器件1的第一端，扼流器件1的第二端、第二单向导电器件5的阴极与第一开关管2的第一端共接于第一单向导电器件4的阳极，第一开关管2的第二端与第二开关管3的第一端连接，第二开关管3的第二端连接交流互感器的主绕组CT-A的第一端，交流互感器的主绕组CT-A的第二端、第三单向导电器件6的阳极与第四单向导电器件7的阴极共接于交流信号源AC的第二端，第一单向导电器件4的阴极、第三单向导电器件6的阴极与储能器件8的第一端共接于负载9的第一端，负载9的第二端、储能器件8的第二端与第四单向导电器件7的阳极共接于第二单向导电器件5的阳极。
第一开关管2的控制端和第二开关管3的控制端共接有控制第一开关管2和第二开关管3同步导通和关断的驱动信号Drive，在交流信号源AC输出的交流信号的正半周内，驱动信号Drive在功率因数校正电路中扼流器件1的电流上升期间驱动第一开关管2与第二开关管3导通，在扼流器件1的电流下降期间驱动第一开关管2与第二开关管3关断；在交流信号源AC输出的交流信号的负半周内，驱动信号在功率因数校正电路中扼流器件1的电流上升期间驱动第一开关管2与第二开关管3关断，在扼流器件1的电流下降期间驱动第一开关管2与第二开关管3导通。
如图1所示，该电流采样电路包括电流互感器的副绕组CT-B、第五单向导电器件10、第六单向导电器件11、第三开关管14、第七单向导电器件12、第八单向导电器件13、第四开关管15、第一复位电阻R2、第二复位电阻R3以及采样电阻R4。第三开关管14的控制端连接有低频控制信号SW_line，且低频控制信号SW_line经过反相器反相后连接至第四开关管15的控制端，低频控制信号SW_line在交流信号源AC输出的交流信号的正半周期输出高电平，以使第三开关管14导通、第四开关管15关断，在交流信号的负半周期输出低电平，以使第三开关管14关断、第四开关管15导通。
第五单向导电器件10的阳极与第六单向导电器件11的阴极共接于电流互感器的副绕组CT-B的第一端，第七单向导电器件12的阳极与第八单向导电器件13的阴极共接于电流互感器的副绕组CT-B的第二端，第五单向导电器件10的阴极与第一复位电阻R2的第一端共接于第三开关管14的第一端，第七单向导电器件12的阴极与第二复位电阻R3的第一端共接于第四开关管15的第一端，采样电阻R4的第一端、第八单向导电器件13的阳极与第六单向导电器件11的阳极共接于地，第一复位电阻R2的第二端、第三开关管14的第二端、第二复位电阻R3的第二端、第四开关管15的第二端与采样电阻R4的第二端共接形成电流采样电路的采样输出端Isense；第一复位电阻R2的阻值以及第二复位电阻R3的阻值均远大于采样电阻R4的阻值，本领域技术人员应当知道，当第一复位电阻R2的阻值大于采样电阻R4的阻值的1000倍时，可以认为第一复位电阻R2的阻值远大于采样电阻R4的阻值，当第二复位电阻R3的阻值大于采样电阻R4的阻值的1000倍时，可以认为第二复位电阻R3的阻值远大于采样电阻R4的阻值。
图2示出了本发明实施例提供的电流采样电路的另一模块结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：
请参阅图2和图3，图2所示的电流采样电路通过电流互感器CT与图3所示的功率因数校正电路连接。如图2所示，该电流采样电路包括电流互感器的副绕组CT-B、第五单向导电器件10、第六单向导电器件11、第三开关管14、第七单向导电器件12、第八单向导电器件13、第四开关管15、第一复位电阻R2、第二复位电阻R3以及采样电阻R4。第三开关管14的控制端连接有低频控制信号SW_line，且低频控制信号SW_line经过反相器反相后连接至第四开关管15的控制端，低频控制信号SW_line在交流信号源AC输出的交流信号的正半周期输出高电平，以使第三开关管14导通、第四开关管15关断，在交流信号的负半周期输出低电平，以使第三开关管14关断、第四开关管15导通。
第五单向导电器件10的阳极与第六单向导电器件11的阴极共接于电流互感器的副绕组CT-B的第一端，第七单向导电器件12的阳极与第八单向导电器件13的阴极共接于电流互感器的副绕组CT-B的第二端，第六单向导电器件11的阳极与第二复位电阻R3的第一端共接于第四开关管15的第二端，第八单向导电器件13的阳极与第一复位电阻R2的第一端共接于第三开关管14的第二端，第二复位电阻R3的第二端、第一复位电阻R1的第二端、第四开关管15的第一端、第三开关管14的第一端以及采样电阻R4的第一端共接于地，第五单向导电器件10的阴极、第七单向导电器件12的阴极与采样电阻R4的第二端共接形成电流采样电路的采样输出端Isense；第一复位电阻R2的阻值以及第二复位电阻R3的阻值均远大于采样电阻R4的阻值，本领域技术人员应当知道，当第一复位电阻R2的阻值大于采样电阻R4的阻值的1000倍时，可以认为第一复位电阻R2的阻值远大于采样电阻R4的阻值，当第二复位电阻R3的阻值大于采样电阻R4的阻值的1000倍时，可以认为第二复位电阻R3的阻值远大于采样电阻R4的阻值。
在交流信号源AC输出的交流信号的正半周期内：
在第一开关管2、第二开关管3、第三开关管14导通且第四开关管15关断期间，交流信号源AC、扼流器件1、第一开关管2、第二开关管3以及电流互感器的主绕CT-A组形成第一激磁闭合回路，电流互感器的主绕组CT-A将第一激磁闭合回路中的电流隔离耦合至电流互感器的副绕组CT-B，电流互感器的副绕组CT-B产生感应电流，并与第五单向导电器件10、第三开关管14、采样电阻R3以及第八单向导电器件13形成第一电流采样回路，并通过采样输出端Isense输出采样信号；在此期间，电流互感器CT处于激磁过程。
在第一开关管2、第二开关管3、第四开关管15导通且第三开关管14关断期间，交流信号源AC、扼流器件1、第一单向导电器件4、储能器件8以及第四单向导电器件7形成第一退磁闭合回路，电流互感器CT退磁；第六单向导电器件11与电流互感器的副绕组CT-B、第七单向导电器件12、第二复位电阻R3以及采样电阻R4形成第一闭合放电回路，在此期间，电流互感器处于退磁过程；
在交流信号源AC输出的交流信号的负半周期内：
在第一开关管2、第二开关管3、第四开关管15导通且第三开关管14关断期间，交流信号源AC、扼流器件1、第一开关管2、第二开关管3以及电流互感器的主绕组CT-A形成第二激磁闭合回路，电流互感器的主绕组CT-A将第二激磁闭合回路中的电流隔离耦合至电流互感器的副绕组CT-B，电流互感器的副绕组CT-B产生感应电流，并与第七单向导电器件12、第四开关管15、采样电阻R4以及第六单向导电器件11形成第二电流采样回路，并通过采样输出端Isense输出采样信号；在此期间，电流互感器CT处于激磁过程；
在第一开关管2、第二开关管3、第三开关管14关断且第四开关管15导通期间，交流信号源AC、扼流器件1、第三单向导电器件6、储能器件8以及第二单向导电器件5形成第二退磁闭合回路，电流互感器CT退磁；第五单向导电器件10与电流互感器的副绕组CT-B、第八单向导电器件13、采样电阻R4以及第一复位电阻R2形成第二闭合放电回路，在此期间，电流互感器CT处于退磁过程。
在本发明实施例中，在第一开关管2、第二开关管3、第三开关管14导通且第四开关管15关断期间或者在第一开关管2、第二开关管3、第四开关管15导通且第三开关管14关断期间，电流互感器的主绕组CT-A将功率因数校正电路的激磁回路中的电流隔离耦合至电流互感器的副绕组CT-B，电流互感器的副绕组CT-B所在的电流采样回路通过采样电阻R4输出采样信号，该期间电流互感器CT处于磁置位过程；在第一开关管2、第二开关管3、第四开关管15关断且第三开关管14导通期间或者在第一开关管2、第二开关管3、第三开关管14关断且第四开关管15导通期间，该期间电流互感器CT处于磁复位过程，电流互感器的副绕组CT-B所在的闭合放电回路通过第一复位电阻R2或者第二复位电阻R3放电，完成电流互感器CT的磁复位过程。因此，本发明实施例中的电流采样电路抗干扰能力强，通过采用本发明实施例中的电流采样电路，可以提高无桥整流系统的电流采样精度以及提高无桥整流系统的抗干扰能力。另外，本发明实施例对低频控制信号的发波时序要求简单，且由于低频控制信号处于低频状态，所以对时序的精度要求不高，抗干扰能力强，最后本发明实施例中只需要一个电流互感器的副绕组，可以大大缩减电流互感器的成本，因此也就降低了本发明实施例中电流采样电路以及无桥整流系统的成本。
图4(对应图3)示出了本发明实施例提供的功率因数校正电路的电路结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：
作为本发明的实施例，如图4所示，该功率因数校正电路中扼流器件1为电感L；第一开关管2和第二开关管3分别为第一MOS管Q1和第二MOS管Q2，第一MOS管Q1的漏极、源极以及栅极分别为第一开关管2的第一端、第二端以及控制端，第二MOS管Q2的源极、漏极以及栅极分别为第二开关管3的第一端、第二端以及控制端；第一单向导电器件4、第二单向导电器件5、第三单向导电器件6及第四单向导电器件7分别为第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3及第四二极管D4；储能器件8为极性电容C，极性电容C的正极和负极分别为储能器件8的第一端和第二端；负载9为第一电阻R1。
图5(对应图1)示出了本发明实施例提供的电流采样电路的电路结构，图6(对应图2)示出了本发明实施例提供的电流采样电路的电路结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：
作为本发明的实施例，如图5和图6所示，该电流采样电路中第五单向导电器件10和第六单向导电器件11分别为第五二极管D5和第六二极管D6；第七单向导电器件12和第八单向导电器件13分别为第七二极管D7和第八二极管D8；第三开关管14和第四开关管15分别为第三MOS管Q3和第四MOS管Q4，第三MOS管Q3的漏极、源极以及栅极分别为第三开关管14的第一端、第二端以及控制端，第四MOS管Q4的漏极、源极以及栅极分别为第四开关管15的第一端、第二端以及控制端。
以图5所示的电流采样电路为例，以下结合工作原理对该电流采样电路做进一步说明，图6所示的电流采样电路的工作原理和下述以图5为例的电流采样电路的工作原理相同，请参考下文关于图5所示电流采样电路的工作原理的相关描述和说明，图6所示电流采样电路的工作原理下文不再赘述：
图7是本发明实施例提供的交流信号源输出的一个交流信号周期内的相关波形时序示意图，如图7所示，交流信号源AC输出的交流信号为Vin，I为电感的电感电流，Drive为驱动第一MOS管Q1、第二MOS管Q2以及第三MOS管Q3的驱动信号，IQ1、IQ2为第一MOS管Q1、第二MOS管Q2的电流，V为采样信号，SW_line为驱动第三MOS管Q3以及第四MOS管的Q4的驱动信号，为了便于说明，上述信号均表示在图7中。将该交流信号的正半周划分为t0-t1、t1-t2、t2-t3三个区间，将该交流信号的负半周划分为t3-t4、t4-t5、t5-t6三个区间，以下分别针对各个区间功率因数校正电路、电流采样电路的工作原理和状态进行说明：
在交流信号的正半周，即t0-t3区间：
(1)在交流信号正半周期t0-t1区间：
图8示出了本发明实施例提供的t0-t1期间功率因数校正电路中第一激磁闭合回路，图9示出了发明实施例提供的t0-t1期间电流采样电路中第一电流采样回路，为了便于说明，仅示出与本发明实施例相关的部分，详述如下：
在t0-t1区间，第一MOS管Q1、第二MOS管Q2以及第三MOS管Q3同步导通。如图8所示，功率因数校正电路中第一MOS管Q1和第二MOS管Q2导通，交流信号源AC、电感L、第一MOS管Q1、第二MOS管Q2以及电流互感器的主绕组CT-A形成第一激磁闭合回路，电流互感器的主绕组CT-A将第一激磁闭合回路中的电流隔离耦合至电流互感器的副绕组CT-B。
如图9所示，电流采样电路中的第三MOS管Q3导通，第四MOS管关断，电流互感器的副绕组CT-B产生感应电流，并与第五二极管D5、第三MOS管Q3、采样电阻R4以及第八二极管D8形成第一电流采样回路，并通过采样输出端Isense输出采样信号，在此期间，第一复位电阻R2被第三MOS管Q3旁路，采样电流全部流入采样电阻R4，在此期间，电流互感器CT处于激磁过程。该区间采样电阻的信号(即采样信号)电压可以等效为：V＝I*R/n，
其中V为采样信号电压、I为功率因数校正电路中电感L的电感电流，R为采样电阻R4的阻值，n为电流互感器的副绕组CT-B和电流互感器的主绕组CT-A的线圈匝数比，即电流互感器主绕组CT-A的线圈匝数：电流互感器副绕组CT-B的线圈匝数＝1：n。
(2)在交流信号正半周期t1-t2区间：
图10示出了本发明实施例提供的t1-t2期间功率因数校正电路中第一退磁闭合回路，图11示出了本发明实施例提供的t1-t2期间电流采样电路中第一闭合放电回路，为了便于说明，仅示出与本发明实施例相关的部分，详述如下：
在t1-t2区间，第一MOS管Q1、第二MOS管Q2、第四MOS管Q4关断且第三MOS管Q3导通。如图10所示，功率因数校正电路中第一MOS管Q1和第二MOS管Q2关断，由于电感电流I的连续性，电流不再流经电流互感器的主绕组CT-A，交流信号源AC、电感L、第一二极管D1、极性电容C以及第四二极管D4形成第一退磁闭合回路，电流互感器CT退磁。如图11所示，电流采样电路中的第三MOS管Q3导通，第四MOS管Q4关断，第六二极管D6与电流互感器的副绕组CT-B、第七二极管D7以及第二复位电阻R3形成第一闭合放电回路，在此期间，电流互感器CT处于退磁过程。此时，虽然第三MOS管Q3处于导通状态，但此时电流互感器CT处于退磁过程，且由于第二复位电阻R3的阻值远大于采样电阻R4的阻值，该期间复位电压主要集中在第二复位电阻R3上。
(3)在交流信号正半周期t2-t3区间：
请参阅图7，在交流信号正半周期t2-t3区间内，上述功率因数校正电路和电流采样电路不断重复上述t0-t1以及t1-t2的过程。在该区间内，功率因数校正电路和电流采样电路的原理和状态和上述t0-t1以及t1-t2的过程完全相同，请参照上述交流信号正半周期t0-t1以及t1-t2的过程的相关描述和说明，此处不再赘述。
在交流信号负半周期，即t3-t6区间：
(4)在交流信号负半周期t3-t4区间：
图12示出了本发明实施例提供的t3-t4期间功率因数校正电路中第二激磁闭合回路，图13示出了发明实施例提供的t3-t4期间电流采样电路中第二电流采样回路，为了便于说明，仅示出与本发明实施例相关的部分，详述如下：
在t3-t4区间，第一MOS管Q1、第二MOS管Q2、第四MOS管Q4导通且第三MOS管Q3关断。如图12所示，功率因数校正电路中第一MOS管Q1和第二MOS管Q2导通，交流信号源AC、电感L、第一MOS管Q1、第二MOS管Q2以及电流互感器的主绕组CT-A形成第二激磁闭合回路，电流互感器的主绕组CT-A将第二激磁闭合回路中的电流隔离耦合至电流互感器的副绕组CT-B。如图13所示，电流互感器的副绕组CT-B产生感应电流并与第七二极管D7、第四MOS管Q4、采样电阻R4以及第六二极管D6形成第二电流采样回路，并通过采样输出端Isense输出采样信号，在此期间，第二复位电阻R3被第四MOS管Q4旁路，采样电流全部流入采样电阻R4；在此期间，电流互感器CT处于激磁过程。该区间采样电阻的信号(即采样信号)电压可以等效为：V＝I*R/n，
其中V为采样信号电压、I为功率因数校正电路中电感L的电感电流，R为采样电阻R4的阻值，n为电流互感器的副绕组CT-B和电流互感器的主绕组CT-A的线圈匝数比，即电流互感器主绕组CT-A的线圈匝数：电流互感器副绕组CT-B的线圈匝数＝1：n。
(5)在交流信号负半周期t4-t5区间：
图14示出了本发明实施例提供的t4-t5期间功率因数校正电路中第二退磁闭合回路，图15示出了本发明实施例提供的t4-t5期间电流采样电路中第二闭合放电回路，为了便于说明，仅示出与本发明实施例相关的部分，详述如下：
在t4-t5区间，第一MOS管Q1、第二MOS管Q2、第三MOS管Q3关断且第四MOS管Q4导通。如图14所示，功率因数校正电路中第一MOS管Q1和第二MOS管Q2关断，由于电感电流I的连续性，电流不再流经电流互感器的主绕组CT-A，交流信号源AC、电感L、第三二极管D3、极性电容C以及第二二极管D2形成第二退磁闭合回路，电流互感器CT退磁。如图15所示，电流采样电路中的第三MOS管Q3关断，第四MOS管导通，第五二极管D5与电流互感器的副绕组CT-B、第八二极管D8、采样电阻R4以及第一复位电阻R2形成第二闭合放电回路，在此期间，电流互感器CT处于退磁过程。此时，虽然第四MOS管Q4处于导通状态，但此时电流互感器CT处于退磁过程，且由于第一复位电阻R2的阻值远大于采样电阻R4的阻值，该期间复位电压主要集中在第一复位电阻R2上。
(6)在交流信号负半周期t5-t6区间：
请参阅图7，在交流信号正半周期t5-t6区间内，上述功率因数校正电路和电流采样电路不断重复上述t3-t4以及t4-t5的过程。在该区间内，功率因数校正电路和电流采样电路的原理和状态和上述t3-t4以及t4-t5的过程完全相同，请参照上述交流信号正半周期t3-t4以及t4-t5的过程的相关描述和说明，此处不再赘述。
在本发明实施例中，在第一MOS管Q1、第二MOS管Q2、第三MOS管Q3导通且第四MOS管Q4关断期间或者在第一MOS管Q1、第二MOS管Q2、第四MOS管Q4导通且第三MOS管Q3关断期间，电流互感器的主绕组CT-A将功率因数校正电路的激磁回路中的电流隔离耦合至电流互感器的副绕组CT-B，电流互感器的副绕组CT-B所在的电流采样回路通过采样电阻R4输出采样信号，该期间电流互感器CT处于磁置位过程；在第一MOS管Q1、第二MOS管Q2、第四MOS管Q4关断且第三MOS管Q3导通期间或者在第一MOS管Q1、第二MOS管Q2、第三MOS管Q3关断且第四MOS管Q4导通期间，该期间电流互感器CT处于磁复位过程，电流互感器的副绕组CT-B所在的闭合放电回路通过第一复位电阻R2或者第二复位电阻R3放电，完成电流互感器CT的磁复位过程。因此，本发明实施例中的电流采样电路抗干扰能力强，通过采用本发明实施例中的电流采样电路，可以提高无桥整流系统的电流采样精度以及提高无桥整流系统的抗干扰能力。另外，本发明实施例对低频控制信号的发波时序要求简单，且由于低频控制信号处于低频状态，所以对时序的精度要求不高，抗干扰能力强，最后本发明实施例中只需要一个电流互感器的副绕组，可以大大缩减电流互感器的成本，因此也就降低了本发明实施例中电流采样电路以及无桥整流系统的成本。
鉴于上述电流采样电路可提高无桥整流系统的电流采样精度以及抗干扰能力的优势，本发明实施例还提供一种无桥整流系统，该无桥整流系统不仅包括上述实施例所述的功率因数校正电路，还包括上述实施例所述的电流采样电路。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种电流采样电路，所述电流采样电路通过电流互感器与功率因数校正电路连接，所述功率因数校正电路包括：
交流信号源、扼流器件、第一开关管、第二开关管、所述电流互感器的主绕组、第一单向导电器件、第二单向导电器件、第三单向导电器件、第四单向导电器件、储能器件及负载；
所述交流信号源的第一端连接所述扼流器件的第一端，所述扼流器件的第二端、所述第二单向导电器件的阴极与所述第一开关管的第一端共接于所述第一单向导电器件的阳极，所述第一开关管的第二端与所述第二开关管的第一端连接，所述第二开关管的第二端连接所述交流互感器的主绕组的第一端，所述交流互感器的主绕组的第二端、所述第三单向导电器件的阳极与所述第四单向导电器件的阴极共接于所述交流信号源的第二端，所述第一单向导电器件的阴极、所述第三单向导电器件的阴极与所述储能器件的第一端共接于所述负载的第一端，所述负载的第二端、所述储能器件的第二端与所述第四单向导电器件的阳极共接于所述第二单向导电器件的阳极；
所述第一开关管的控制端和所述第二开关管的控制端共接有控制所述第一开关管和所述第二开关管同步导通和关断的驱动信号，在所述交流信号源输出的交流信号的正半周内，所述驱动信号在所述功率因数校正电路中所述扼流器件的电流上升期间驱动所述第一开关管与所述第二开关管导通，在所述扼流器件的电流下降期间驱动所述第一开关管与所述第二开关管关断；在所述交流信号源输出的交流信号的负半周内，所述驱动信号在所述功率因数校正电路中所述扼流器件的电流上升期间驱动所述第一开关管与所述第二开关管关断，在所述扼流器件的电流下降期间驱动所述第一开关管与所述第二开关管导通；
其特征在于，所述电流采样电路包括：
所述电流互感器的副绕组、第五单向导电器件、第六单向导电器件、第三开关管、第七单向导电器件、第八单向导电器件、第四开关管、第一复位电阻、第二复位电阻以及采样电阻；
所述第三开关管的控制端连接有低频控制信号，且所述低频控制信号经过反相器反相后连接至所述第四开关管的控制端，所述低频控制信号在所述交流信号源输出的交流信号的正半周期输出高电平，以使所述第三开关管导通、所述第四开关管关断，在所述交流信号的负半周期输出低电平，以使所述第三开关管关断、所述第四开关管导通；
所述第五单向导电器件的阳极与所述第六单向导电器件的阴极共接于所述电流互感器的副绕组的第一端，所述第七单向导电器件的阳极与所述第八单向导电器件的阴极共接于所述电流互感器的副绕组的第二端，所述第五单向导电器件的阴极与所述第一复位电阻的第一端共接于所述第三开关管的第一端，所述第七单向导电器件的阴极与所述第二复位电阻的第一端共接于所述第四开关管的第一端，所述采样电阻的第一端、所述第八单向导电器件的阳极与所述第六单向导电器件的阳极共接于地，所述第一复位电阻的第二端、所述第三开关管的第二端、所述第二复位电阻的第二端、所述第四开关管的第二端与所述采样电阻的第二端共接形成所述电流采样电路的采样输出端；所述第一复位电阻的阻值以及所述第二复位电阻的阻值均远大于所述采样电阻的阻值；
或者所述第五单向导电器件的阳极与所述第六单向导电器件的阴极共接于所述电流互感器的副绕组的第一端，所述第七单向导电器件的阳极与所述第八单向导电器件的阴极共接于所述电流互感器的副绕组的第二端，所述第六单向导电器件的阳极与所述第二复位电阻的第一端共接于所述第四开关管的第二端，所述第八单向导电器件的阳极与所述第一复位电阻的第一端共接于所述第三开关管的第二端，所述第二复位电阻的第二端、所述第一复位电阻的第二端、所述第四开关管的第一端、所述第三开关管的第一端以及所述采样电阻的第一端共接于地，所述第五单向导电器件的阴极、所述第七单向导电器件的阴极与所述采样电阻的第二端共接形成所述电流采样电路的采样输出端；所述第一复位电阻的阻值以及所述第二复位电阻的阻值均远大于所述采样电阻的阻值；
在所述交流信号源输出的交流信号的正半周期内：
在所述第一开关管、所述第二开关管、所述第三开关管导通且所述第四开关管关断期间，所述交流信号源、所述扼流器件、所述第一开关管、所述第二开关管以及所述电流互感器的主绕组形成第一激磁闭合回路，所述电流互感器的主绕组将所述第一激磁闭合回路中的电流隔离耦合至所述电流互感器的副绕组，所述电流互感器的副绕组产生感应电流，并与所述第五单向导电器件、所述第三开关管、所述采样电阻以及所述第八单向导电器件形成第一电流采样回路，并通过所述采样输出端输出采样信号；在此期间，所述电流互感器处于激磁过程；
在所述第一开关管、所述第二开关管、所述第四开关管关断且所述第三开关管导通期间，所述交流信号源、所述扼流器件、所述第一单向导电器件、所述储能器件以及所述第四单向导电器件形成第一退磁闭合回路，所述电流互感器退磁；所述第六单向导电器件与所述电流互感器的副绕组、所述第七单向导电器件、所述第二复位电阻以及所述采样电阻形成第一闭合放电回路，在此期间，所述电流互感器处于退磁过程；
在所述交流信号源输出的交流信号的负半周期内：
在所述第一开关管、所述第二开关管、所述第四开关管导通且所述第三开关管关断期间，所述交流信号源、所述扼流器件、所述第一开关管、所述第二开关管以及所述电流互感器的主绕组形成第二激磁闭合回路，所述电流互感器的主绕组将所述第二激磁闭合回路中的电流隔离耦合至所述电流互感器的副绕组，所述电流互感器的副绕组产生感应电流，并与所述第七单向导电器件、所述第四开关管、所述采样电阻以及所述第六单向导电器件形成第二电流采样回路，并通过所述采样输出端输出采样信号；在此期间，所述电流互感器处于激磁过程；
在所述第一开关管、所述第二开关管、所述第三开关管关断且所述第四开关管导通期间，所述交流信号源、所述扼流器件、所述第三单向导电器件、所述储能器件以及所述第二单向导电器件形成第二退磁闭合回路，所述电流互感器退磁；所述第五单向导电器件与所述电流互感器的副绕组、所述第八单向导电器件、所述采样电阻以及所述第一复位电阻形成第二闭合放电回路，在此期间，所述电流互感器处于退磁过程。
2.如权利要求1所述的电流采样电路，其特征在于，所述扼流器件为电感。
3.如权利要求1所述的电流采样电路，其特征在于，所述第一开关管和第二开关管分别为第一MOS管和第二MOS管；所述第一MOS管的漏极、源极以及栅极分别为所述第一开关管的第一端、第二端以及控制端，所述第二MOS管的源极、漏极以及栅极分别为所述第二开关管的第一端、第二端以及栅极。
4.如权利要求1所述的电流采样电路，其特征在于，所述第一单向导电器件、所述第二单向导电器件、所述第三单向导电器件及所述第四单向导电器件分别为第一二极管、第二二极管、第三二极管及第四二极管。
5.如权利要求1所述的电流采样电路，其特征在于，所述储能器件为极性电容，所述极性电容的正极和负极分别为所述储能器件的第一端和第二端。
6.如权利要求1所述的电流采样电路，其特征在于，所述负载为第一电阻。
7.如权利要求1所述的电流采样电路，其特征在于，所述第五单向导电器件和所述第六单向导电器件分别为第五二极管和第六二极管。
8.如权利要求1所述的电流采样电路，其特征在于，所述第七单向导电器件和所述第八单向导电器件分别为第七二极管和第八二极管。
9.如权利要求1所述的电流采样电路，其特征在于，所述第三开关管和所述第四开关管分别为第三MOS管和第四MOS管，所述第三MOS管的漏极、源极及栅极分别为所述第三开关管的第一端、第二端及控制端，所述第四MOS管的源极、漏极及栅极分别为所述第四开关管的第一端、第二端及控制端。
10.一种无桥整流系统，所述无桥整流系统包括如权利要求1所述的功率因数校正电路，其特征在于，所述无桥整流系统还包括如权利要求1至9任意一项所述的电流采样电路。
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