CN202443052U - 电感放电电流的检测电路和功率校正电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电感放电电流的检测电路和功率校正电路。其中，检测电路包括：输入端子，连接在电感的次级绕组的第一端，用于采集电感的放电电流；直流电源；晶体管，第一端连接于输入端子，第二端连接于直流电源；输出端子，连接于第一节点，其中，第一节点为晶体管的第二端和直流电源之间的节点；以及信号处理器，与输出端子相连接，用于根据输出端子的输出信号判断放电电流是否为零。通过本实用新型，解决了现有技术中对电感电流过零信号进行检测时检测电路结构复杂的问题，进而达到了简化检测电路结构，降低生产成本的效果。

Description

电感放电电流的检测电路和功率校正电路

技术领域

本实用新型涉及电路领域，具体而言，涉及一种电感放电电流的检测电路和功率校正电路。

背景技术

现有技术中，功率校正电路PFC(Power Factor Correction，简称PFC)的控制方案需要在电感放电电流为零的瞬间控制开关晶体管开通以给电感充电，所以需要相关电路用于检测电感电流是否为零，目前一般使用比较器等芯片实现电流零点检测，电路结构较为复杂且成本较高。同时，在目标输出电压与电源输入电压之间压差较小时，电感的储能续流作用较弱，因此在电源输入电压峰值中心及附近区域会出现电感电流过零信号异常，但此时的PFC控制芯片仍然按照检测的异常过零信号控制开关晶体管导通，结果会造成开关晶体管及电感的导通电流过大并产生明显的噪音及EMI(Electromagnetic Interference，简称EMI)电磁干扰。

针对相关技术中对电感电流过零信号进行检测时检测电路结构复杂的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种电感放电电流的检测电路和功率校正电路，以解决现有技术中对电感电流过零信号进行检测时检测电路结构复杂的问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种电感放电电流的检测电路，包括：输入端子，连接在电感的次级绕组的第一端，用于采集电感的放电电流；直流电源；晶体管，第一端连接于输入端子，第二端连接于直流电源；输出端子，连接于第一节点，其中，第一节点为晶体管的第二端和直流电源之间的节点；以及信号处理器，与输出端子相连接，用于根据输出端子的输出信号判断放电电流是否为零。具体地，当输入端子采集到的放电电流大于零时，晶体管导通工作，输出端子输出低电平信号，当输入端子采集到的放电电流等于零时，晶体管截止，不工作，输出端子输出高电平信号，信号处理器根据输出端子输出的高电平信号即可判定为放电电流为零，根据输出端子输出的低电平信号即可判定为放电电流大于零。

进一步地，检测电路还包括：第一限流电阻，连接于输入端子与晶体管的第一端之间；第二限流电阻，连接于第一节点与直流电源之间；以及第三限流电阻(R4)，连接于第一节点与输出端子之间。

进一步地，检测电路还包括：隔离二极管，连接于输入端子和第一限流电阻(R1)之间；稳压二极管，第一端与输入端子相连接，第二端接地；以及分压电阻，第一端连接于晶体管的第一端，第二端接地。

进一步地，晶体管为三极管。

为了实现上述目的，根据本实用新型的另一方面，提供了一种功率校正电路，包括：输入端和输出端；本实用新型上述内容所提供的任一种检测电路，其中，电感的初级绕组串联在输入端和输出端之间，检测电路连接至电感的次级绕组的第一端；开关电路，连接在电感的次级绕组的第二端和输出端之间；以及控制电路，与检测电路和开关电路分别相连接，用于在检测电路输出高电平信号时控制开关电路闭合，在检测电路输出低电平信号时控制开关电路断开。

进一步地，控制电路包括：控制器，控制器的第一端连接于检测电路的输入端子，控制器的第二端连接于检测电路的信号处理器的信号输出端，用于所述电感的放电电流和信号处理器的判断出的所述放电电流是否为零的信号。

进一步地，功率校正电路还包括：电压检测电路，连接在电感的初级绕组和输出端之间，用于检测电感的放电电压，其中，控制电路与电压检测电路相连接，用于在放电电压小于预设值时，控制开关电路闭合。

通过本实用新型，采用由以下元件构成的检测电路，包括：输入端子，连接在电感的次级绕组的第一端，用于采集电感的放电电流；直流电源；晶体管，第一端连接于输入端子，第二端连接于直流电源；输出端子，连接于第一节点，其中，第一节点为晶体管的第二端和直流电源之间的节点；以及信号处理器，与输出端子相连接，用于根据输出端子的输出信号判断放电电流是否为零。当输入端子采集到的放电电流大于零时，晶体管导通工作，输出端子输出低电平信号，当输入端子采集到的放电电流等于零时，晶体管截止，不工作，输出端子输出高电平信号，信号处理器通过输出端子输出的高电平信号或低电平信号即可判断电感电流是否为零，解决了现有技术中对电感电流过零信号进行检测时检测电路结构复杂的问题，进而达到了简化检测电路结构，降低生产成本的效果。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是根据本实用新型实施例的检测电路的示意图；

图2是根据本实用新型第一实施例的功率校正电路的示意图；以及

图3是根据本实用新型第二实施例的功率校正电路的示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

图1是根据本实用新型实施例的检测电路的示意图，如图1所示，该实施例的检测电路包括：输入端子、输出端子、直流电源VCC、第一限流电阻R1、第二限流电阻R3、第三限流电阻R4、分压电阻R2、隔离二极管D1、稳压二极管ZD、晶体管和信号处理器DSP(图1中未示出)，其中，晶体管优选三极管Q1，以降低检测电路的生产成本。

具体地，输入端子，连接在电感L的次级绕组的第一端，用于采集电感的放电电流；三极管Q1，基极通过第一限流电阻R1连接于输入端子，集电极通过第二限流电阻R3连接于直流电源；输出端子，通过第三限流电阻R4连接于第一节点，其中，第一节点为三极管Q1和第二限流电阻R3之间的节点，第三限流电阻R4的另一端通过电容C1接地；隔离二极管D1，第一端与所述输入端子相连接，第二端连接于所述三极管Q1的第一端；稳压二极管ZD，第一端与所述输入端子相连接，第二端接地；分压电阻R2，第一端连接于所述三极管Q1的第一端，第二端接地。

采用上述结构的检测电路，输入端子采集的电感L放电电流经过一具有稳压作用的半导体二极管ZD稳压，稳压后的信号经过一具有单向导通特性的半导体器件D1再经过一具有限流作用的电阻R1与三极管Q1控制极相连，使得电感L放电时该电路不会大幅消耗电感L储存的能量，同时三极管Q1控制极通过一分压电阻R2与信号地相连，集电极通过一具有限流作用的电阻R3与一直流稳压源VCC相连，通过电阻R2使得三极管Q1控制极在电感L放电结束后可以快速放电并进入截止状态，三极管Q1的发射极与信号地相连，输出信号经限流电阻R4输出，当输入端子采集到的电感的放电电流大于零时，三极管Q1导通工作，输出端子输出低电平信号，当输入端子采集到的电感的放电电流等于零时，三极管Q1截止，不工作，输出端子输出高电平信号。信号处理器DSP通过输出端子输出的高电平信号或低电平信号即可判断电感电流是否为零，解决了现有技术中对电感电流过零信号进行检测时检测电路结构复杂的问题，进而达到了简化检测电路结构，降低生产成本的效果。

图2是根据本实用新型第一实施例的功率校正电路的示意图，如图2所示，该实施例的功率校正电路包括：输入端、输出端、本实用新型实施例上述内容所提供检测电路、开关电路和控制电路。

其中，电感的初级绕组串联在功率校正电路的输入端和输出端之间，检测电路连接至电感的次级绕组的第一端；开关电路，连接在电感的次级绕组的第二端和功率校正电路的输出端之间；控制电路，与检测电路和开关电路分别相连接，用于在检测电路输出高电平信号时控制开关电路闭合，在检测电路输出低电平信号时控制开关电路断开。

具体地，该实施例中的控制电路可以采用数字信号处理DSP(Digital SignalProcessor，简称DSP)电路或微处理器MCU(Micro programmed Control Unit，简称MCU)，其中，DSP或MCU相当于本实用新型实施例上述内容所提供的检测电路的信号处理器。控制电路的输入端与检测电路的输出端子相连接，检测电路的输出端子输出的信号经限流电阻R4与滤波电容C1组成的滤波电路后传输至控制电路的输入端(即，检测管脚)。当检测电路输出高电平信号时，控制电路DSP(或MCU)接收到电感L的电流过零信号，控制开关电路闭合，开关电路闭合导通期间电感L充电储能，同时检测电路继续输出高电平信号，在达到预设值后控制开关电路断开，此时电感L开始放电并通过二极管D输出电压至负载，同时该检测电路输出低电平信号，直至电感放电结束该检测电路输出电平信号再由低电平信号变为高电平信号，控制电路接收到高电平信号后，开关电路导通，如此循环控制。

优选地，本实用新型实施例的功率校正电路还包括：电压检测电路，连接在电感L的初级绕组和功率校正电路的输出端之间，用于检测所述电感L的放电电压，其中，控制电路DSP(或MCU)与电压检测电路相连接，用于在电感L的放电电压小于预设值时，控制开关电路闭合。举出说明：在功率校正电路中输入端的输入电压V_i为220V，输出端的预设输出电压值Vo为350V，在电感L正常放电时，输出电压的实际值达到350V，该实际值能够满足功率校正电路所需的电压值，为了保证电感储存的能量足于产生可靠的电流过零信号，所以，一般将

的电压值作为预设值，当电感L的放电电压小于预设值Vo的大小时，控制开关电路闭合，比如输入电压为200V，200*1.414+20V＝313V，如果电感L的放电电压小于313V，则控制开关电路闭合。

由于当电感L的放电电压小于预设电压值时，虽然此时其放电电压大于零，但是较小的放电电压已经不能满足功率校正电路的输出电压的需求，通过设置电压检测电路，达到了准确控制功率校正电路工作的效果。

图3是根据本实用新型第二实施例的功率校正电路的示意图，如图3所示，该实施例中的功率校正电路与本实用新型第一实施例中的功率校正电路的区别在于：本实用新型第二实施例的功率校正电路的控制电路由DSP(或MCU)与功率校正电路控制器PFC Controller组成，其中，PFC Controller与电感L的次级绕组的第一端相连接，并连接在DSP(或MCU)与开关电路之间，此时，PFC Controller和DSP都检测电感L的电流过零信号，DSP是辅助PFC control完成控制开关电路的断开或闭合。也即，当检测电路输出高电平信号时，控制电路DSP(或MCU)和PFC control接收到电感L的电感过零信号，DSP(或MCU)通过功率校正电路控制器PFC Controller控制开关电路闭合，开关电路闭合导通期间电感L充电储能，同时检测电路继续输出高电平信号，在达到预设值后控制开关电路断开，此时电感L开始放电并通过二极管D输出电压至负载，同时该检测电路输出低电平信号，直至电感放电结束该检测电路输出电平信号再由低电平信号变为高电平信号，控制电路接收到电感电流过零信号后，开关电路导通，如此循环控制。

由于PFC Controller芯片与开关电路中的芯片在连接时，各个管脚的匹配度较高，通过DSP(或MCU)与PFC Controller共同组成控制电路，DSP辅助PFC control完成控制开关电路的断开或闭合，达到了优化功率校正电路的效果。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种电感放电电流的检测电路，其特征在于，包括：

输入端子，连接在电感(L)的次级绕组的第一端，用于采集所述电感(L)的放电电流；

直流电源；

晶体管，第一端连接于所述输入端子，第二端连接于所述直流电源；

输出端子，连接于第一节点，其中，所述第一节点为所述晶体管的第二端和所述直流电源之间的节点；以及

信号处理器，与所述输出端子相连接，用于根据所述输出端子的输出信号判断所述放电电流是否为零。

2.根据权利要求1所述的检测电路，其特征在于，所述检测电路还包括：

第一限流电阻(R1)，连接于所述输入端子与所述晶体管的第一端之间；

第二限流电阻(R3)，连接于所述第一节点与所述直流电源之间；以及

第三限流电阻(R4)，连接于所述第一节点与所述输出端子之间。

3.根据权利要求1所述的检测电路，其特征在于，所述检测电路还包括：

隔离二极管(D1)，连接于所述输入端子和所述第一限流电阻(R1)之间；

稳压二极管(ZD)，第一端与所述输入端子相连接，第二端接地；以及

分压电阻(R2)，第一端连接于所述晶体管的第一端，第二端接地。

4.根据权利要求1所述的检测电路，其特征在于，所述晶体管为三极管。

5.一种功率校正电路，其特征在于，包括：

输入端和输出端；

权利要求1至4中任一项所述的检测电路，其中，所述电感(L)的初级绕组串联在所述输入端和所述输出端之间，所述检测电路连接至所述电感(L)的次级绕组的第一端；

开关电路，连接在所述电感(L)的次级绕组的第二端和所述输出端之间；以及

控制电路，与所述检测电路和所述开关电路分别相连接，用于在所述检测电路输出高电平信号时控制所述开关电路闭合，在所述检测电路输出低电平信号时控制所述开关电路断开。

6.根据权利要求5所述的功率校正电路，其特征在于，所述控制电路包括：

控制器，所述控制器的第一端连接于所述检测电路的输入端子，所述控制器的第二端连接于所述检测电路的信号处理器的信号输出端，用于接收所述电感(L)的放电电流和所述信号处理器的判断出的所述放电电流是否为零的信号。

7.根据权利要求5所述的功率校正电路，其特征在于，所述功率校正电路还包括：

电压检测电路，连接在电感(L)的初级绕组和所述输出端之间，用于检测所述电感(L)的放电电压，

其中，所述控制电路与所述电压检测电路相连接，用于在所述放电电压小于预设值时，控制所述开关电路闭合。

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