CN204721214U - Pfc电路及一种电子设备 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供了一种PFC电路及一种电子设备，其中，PFC电路包括：功率回路和控制回路，控制回路包括以下至少之一：交流AC电压采样电路、AC电流采样电路、PFC控制电路、驱动电路、PFC输出采样电路，其特征在于，功率回路和控制回路隔离设置；AC电压采样电路为对输入电压进行隔离采样的电路；AC电流采样电路为对输入电流进行隔离采样的电路；驱动电路为对驱动信号进行隔离方式驱动的电路；PFC输出采样电路为对PFC输出电压进行隔离采样的电路。通过本实用新型解决了相关技术中无法消除或者减小PFC功率变换回路对控制回路产生共模干扰的问题。

Description

PFC电路及一种电子设备
技术领域
本实用新型涉及电力电子技术领域，具体而言，涉及一种PFC电路及一种电子设备。
背景技术
功率因数校正(Power Factor Correction，简称为PFC)在电力电子领域广泛应用，目的是提高开关电源的功率因数，减小电网的无功功率，提高电网的利用效率。PFC技术一般是采用BOOST类电路拓扑，在电路组成上包括功率回路和控制回路。
在PFC电路工作的时候，功率回路的开关管的高频开关噪声通过地回路产生共模干扰，共模扰动电压在功率回路和控制回路工作地上产生扰动电流，扰动电流流过回路阻抗产生扰动电压。PFC控制回路的控制芯片地流过扰动电流，造成参考地平面不稳定；控制回路的检测信号和控制线路受到地电平扰动的干扰。一般会出现控制芯片复位，控制出错，检测信号不准，不正常保护等问题。图1是相关技术中“图腾柱”式PFC电路示意图，图2是相关技术中PFC电路示意图。
特别在如图2所示的“图腾柱式”无桥PFC拓扑工作的时候，在输入交流电压过零的时刻，过大的冲击电流流入PFC电感，并和回路二极管的等效结电容、开关管的结电容、EMI滤波器的X电容发生谐振，导致PFC回路的地上出现很大的脉冲电流和脉冲电压。脉冲电流和脉冲电压导致PFC的效率下降，也造成强烈的EMI干扰，对连接到PFC功率地回路中的采样电路、控制电路、驱动电路受到干扰。造成PFC开关管开关控制的逻辑错误，轻度情况下PFC性能受到影响，严重情况下PFC开关管共通或过热烧毁。
通常解决共模干扰常规方法是PFC控制回路布局和走线远离共模干扰产生回路PFC功率回路路径，通过增加空间距离来减少干扰造成的影响。但是当前和未来的开关电源发展趋势是，电源功率密度提高，体积减小。在PFC变换应用的大多数场合，特别是高功率密度的开关电源内部，功率回路和控制回路都很紧凑，不能靠增加空间距离来减少共模干扰的影响。
针对相关技术中，对于如何消除或者减小PFC功率变换回路对控制回路产生共模干扰的问题，还未提出有效的解决方案。
发明内容
本实用新型提供了一种PFC电路及一种电子设备，以至少解决相关技术中无法消除或者减小PFC功率变换回路对控制回路产生共模干扰的问题。
根据本实用新型的一个方面，提供了一种功率因数校正PFC电路包括：功率回路和控制回路，所述控制回路包括以下至少之一：交流AC电压采样电路、AC电流采样电路、PFC控制电路、驱动电路、PFC输出采样电路，所述功率回路和所述控制回路隔离设置；所述AC电压采样电路为对输入电压进行隔离采样的电路；所述AC电流采样电路为对输入电流进行隔离采样的电路；所述驱动电路为对驱动信号进行隔离方式驱动的电路；所述PFC输出采样电路为对PFC输出电压进行隔离采样的电路。
进一步地，所述功率回路的参考地和所述控制回路的参考地隔离设置。
进一步地，所述PFC电路还包括：第一辅助电源和第二辅助电源，其中，所述第一辅助电源以所述功率回路的参考地为参考地，所述第二辅助电源以所述控制回路的参考地为参考地。
进一步地，其中，所述功率回路包括以下至少之一：开关管、电感、二极管、滤波电容和负载。
根据本实用新型的另一个方面，还提供了一种电子设备，包括所述的PFC电路。
通过本实用新型，采用一种功率因数校正PFC电路包括：功率回路和控制回路，控制回路包括以下至少之一：交流AC电压采样电路、AC电流采样电路、PFC控制电路、驱动电路、PFC输出采样电路，其特征在于，功率回路和控制回路隔离设置；AC电压采样电路为对输入电压进行隔离采样的电路；AC电流采样电路为对输入电流进行隔离采样的电路；驱动电路为对驱动信号进行隔离方式驱动的电路；PFC输出采样电路为对PFC输出电压进行隔离采样的电路。解决了相关技术中无法消除或者减小PFC功率变换回路对控制回路产生共模干扰的问题。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，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是相关技术中“图腾柱”式PFC电路示意图；
图2是相关技术中PFC电路示意图；
图3是根据本实用新型实施例的PFC电路的结构框图；
图4是根据本实用新型实施例的隔离控制的PFC线路图；
图5相关技术中PFC控制逻辑图；
图6是根据本实用新型实施例的PFC控制逻辑图；
图7是根据本实用新型实施例的隔离控制的“图腾柱式”无桥PFC线路。
具体实施方式
下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。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。
图3是根据本实用新型实施例的PFC电路的结构框图，如图3所示，在PFC电路中包括功率回路和控制回路，控制回路包括以下至少之一：交流AC电压采样电路32、AC电流采样电路34、PFC控制电路36、驱动电路38、PFC输出采样电路40，功率回路和控制回路隔离设置。其中，在一个可选实施例中，AC电压采样电路为对输入电压进行隔离采样的电路。在另一个可选实施例中，AC电流采样电路为对输入电流进行隔离采样的电路。在再一个可选实施例中，驱动电路为对驱动信号进行隔离方式驱动的电路。在再一个可选实施例中，PFC输出采样电路为对PFC输出电压进行隔离采样的电路。
上述实施例涉及到功率回路和控制回路隔离设置，在一个可选实施例中，功率回路的参考地和控制回路的参考地隔离设置。进而实现了功率回路和控制回路的隔离设置。
上述实施例涉及到功率回路和控制回路隔离设置，在一个可选实施例中，PFC电路还包括：第一辅助电源和第二辅助电源，其中，第一辅助电源以功率回路的参考地为参考地，第二辅助电源以控制回路的参考地为参考地。
在一个可选实施例中，其中，上述功率回路包括以下至少之一：开关管、电感、二极管、滤波电容和负载。
根据本实用新型的另一个方面，还提供了一种电子设备，包括上述的PFC电路。
本实用新型可选实施例提出了一种消除PFC控制电路共模干扰的方法和装置，实现方式：通过切断PFC变换的控制回路和主功率回路的地回路路径，让PFC变换的功率回路和控制回路隔离的方法，来消除或减小PFC控制电路的共模干扰。
输入电压检测采用隔离检测，输入电流采用隔离检测，输出电压隔离检测，PFC控制线路采用地隔离，PFC驱动采用隔离驱动。整个控制回路和功率变换做到完全电气隔离。从而从路径上完全消除共模干扰对控制线路的影响。
与现有技术相比，PFC电路仍分功率回路和控制回路，功率回路包含传统的开关管，电感，二极管，滤波电路及负载等，统称功率回路。控制回路也等同传统PFC控制回路的采样电路，控制电路，保护电路，和驱动电路等，统称控制回路。
与传统PFC不同之处在于，本实用新型可选实施例提出的PFC功率回路和控制回路的参考地是隔离的，不是直接相连。
本实用新型可选实施例的隔离控制的PFC装置包括以下模块：
PFC功率回路和PFC控制回路，两个模块通过隔离方式连接。图4是根据本实用新型实施例的隔离控制的PFC线路图。
隔离型控制PFC装置一般有如下特征：
1、PFC输入信号的采样都是隔离采样，比如交流电压电流采样采用隔离采样，PFC输出电压采用隔离采样；PFC控制信号和开关管驱动信号采用隔离方式驱动。
2、PFC的工作地可以划分为功率地和控制地，PFC功率回路参考地为功率地；PFC控制回路的参考地为控制地。
3、PFC的辅助电源可划分为两个独立供电单元，以功率地为参考的辅助电源单元，和以控制地为回路的辅助电源单元。
图5相关技术中PFC控制逻辑图，图6是根据本实用新型实施例的PFC控制逻辑图。与现有技术的PFC装置相比，隔离控制的PFC电路仍分功率回路和控制回路，功率回路包含传统PFC电路的开关管S1，电感LB，二极管VD1，滤波电容CB及负载RL等，统称功率回路。控制回路也包括等同传统PFC控制回路的AC电压采样电路，AC电流隔离采样电路，PFC控制电路，PFC隔离采样电路，和隔离驱动电路等功能模块，统称控制回路。
与传统PFC装置的区别特征如下：
1、PFC输入AC电压电流采样采用隔离采样，AC电流采样采用隔离采样，PFC输出电压采用隔离采样，PFC驱动采用隔离驱动。
2、PFC的工作地可以划分为功率地和控制地，PFC功率回路参考地为功率地，用符号PGND表示；PFC控制回路的参考地为控制地用符号SGND表示；
3、PFC的辅助电源可划分为两个独立供电单元，以功率地PGND为参考地的辅助电源单元，和以控制地SGND为参考地的辅助电源单元。
图7是根据本实用新型实施例的隔离控制的“图腾柱式”无桥PFC线路。与传统方式的“图腾柱”PFC装置不同之处如下：
1、信号采样采用隔离方式采样，PFC驱动采用隔离方式驱动。
2、“图腾柱”PFC的工作地可以划分为功率地和控制地，PFC功率回路参考地为功率地，用符号PGND表示；“图腾柱”PFC控制回路的参考地为控制地用符号SGND表示；
3、“图腾柱”PFC的辅助电源可划分为两个独立供电单元，以功率地PGND为参考地的辅助电源单元，和以控制地SGND为参考地的辅助电源单元。
综上所述，通过本实用新型方法和装置，与现有技术相比，控制逻辑简单，在不需要复杂EMI仿真和试验的情况下完成PFC控制功能，减少设计难度，提高开发的成功率。特别针对于高效的无桥PFC拓扑，达到了减少开发周期，提高开发效率和成功率的目的。并且不受电源尺寸的限制，无需复杂EMI仿真和处理，就能消除PFC功率回路的噪声对PFC控制回路的影响。
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 (5)

1.一种功率因数校正PFC电路包括：功率回路和控制回路，所述控制回路包括以下至少之一：交流AC电压采样电路、AC电流采样电路、PFC控制电路、驱动电路、PFC输出采样电路，其特征在于，
所述功率回路和所述控制回路隔离设置；
所述AC电压采样电路为对输入电压进行隔离采样的电路；
所述AC电流采样电路为对输入电流进行隔离采样的电路；
所述驱动电路为对驱动信号进行隔离方式驱动的电路；
所述PFC输出采样电路为对PFC输出电压进行隔离采样的电路。
2.根据权利要求1所述的PFC电路，其特征在于，所述功率回路的参考地和所述控制回路的参考地隔离设置。
3.根据权利要求2所述的PFC电路，其特征在于，所述PFC电路还包括：第一辅助电源和第二辅助电源，其中，所述第一辅助电源以所述功率回路的参考地为参考地，所述第二辅助电源以所述控制回路的参考地为参考地。
4.根据权利要求1所述的PFC电路，其特征在于，其中，所述功率回路包括以下至少之一：开关管、电感、二极管、滤波电容和负载。
5.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求1至4中任一项所述的PFC电路。
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