一種無橋pfc電路的電流采樣裝置及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及電子電路技術(shù)領(lǐng)域，具體地，設(shè)及一種無橋PFC電路的電流采樣裝置及 其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] PFC(Power F'actor Correction,功率因數(shù)校正），是指有效功率與總耗電量(視在 功率)之間的關(guān)系，也就是有效功率除W總耗電量(視在功率)的比值?；旧瞎β室驍?shù)可W 衡量電力被有效利用的程度，當(dāng)功率因數(shù)值越大，代表其電力利用率越高。
[0003] 無橋PFC結(jié)構(gòu)W其減少了整流橋，從而使得系統(tǒng)損耗大大降低的優(yōu)點(diǎn)而受到廣泛 的關(guān)注?；拘偷臒o橋PFC電路拓?fù)浯嬖谡?fù)半周期內(nèi)電流反向的難點(diǎn)，從而使得輸入電流 的檢測(cè)成為一個(gè)難點(diǎn)，為解決運(yùn)個(gè)難點(diǎn)廣大研究者發(fā)明了諸如W下專利：
[0004] 專利號(hào)為201210453486.5的專利公開了一種無橋PFC電路電感電流采樣裝置及其 控制方法，但是該電路采用了 =個(gè)電流采集單元，硬件電路較復(fù)雜，電子元器件多。
[0005] 專利號(hào)為201110077298.2的專利公開了一種無橋PFC電路的輸入電流檢測(cè)方法及 裝置，但是該方法是通過引入正半周期分流器單元及負(fù)半周期分流器單元實(shí)現(xiàn)正負(fù)半周期 的電流采樣，引入的器件多，電路復(fù)雜。
[0006] 專利號(hào)為201420365505.3的專利公開了一種無橋PFC轉(zhuǎn)換器，該電路的電流采樣 單元使用采樣電阻，后續(xù)經(jīng)過TCL2272運(yùn)放處理采集的電流信號(hào)，缺點(diǎn)是運(yùn)放帶來的外圍電 路器件及忍片自身也會(huì)消耗能量。
[0007] 專利號(hào)為201410228723.7的專利公開了一種具有高效率的無橋PFC功率變換器， 該電路在保留原MOSFET中內(nèi)置續(xù)流二極管的同時(shí)，增加了 2個(gè)內(nèi)置續(xù)流二極管的MOSFET，雖 能提高效率但是器件數(shù)量多，成本高。
[000引總的來說，目前實(shí)現(xiàn)無橋PFC電流的采樣手段中，大多數(shù)采用2個(gè)或W上的電流采 樣單元(如圖1所示，開關(guān)管Sl、S2，包括了可控開關(guān)管和內(nèi)置續(xù)流二極管），造成電子元器件 的數(shù)量增多，成本提升，信號(hào)處理也復(fù)雜;也有改進(jìn)了電路結(jié)構(gòu)，但是電流采樣單元使用采 樣電阻采樣，后續(xù)需經(jīng)過運(yùn)放進(jìn)行放大等后續(xù)處理，該處理電路帶來電子元器件多、成本、 體積問題也不容小視。
[0009] 現(xiàn)有技術(shù)中，存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高和信號(hào)處理難度大等缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明的目的在于，針對(duì)上述缺陷，提出一種無橋PFC電路的電流采樣裝置及其控 制方法，W解決無橋PFC電路正負(fù)半周期電流采樣的難題。
[0011] 本發(fā)明一方面提供一種無橋PFC電路的電流采樣裝置，包括:依次連接于所述無橋 PFC電路的電流互感器和電流采樣模塊;其中，所述無橋PFC電路為雙Boost無橋電路、且其 中的續(xù)流二極管被設(shè)置為相應(yīng)的電路接入點(diǎn);所述電流互感器原邊線圈的第一連接端連接 于所述雙Boost無橋電路的低頻電流回流端，電流互感器原邊線圈的第二連接端連接于所 述雙Boost無橋電路的開關(guān)管;所述電流采樣模塊連接于所述電流互感器副邊線圈的兩端 之間。
[0012] 優(yōu)選地，該裝置還包括:依次連接于所述電流采樣模塊的低通濾波器和信號(hào)處理 忍片。
[0013] 優(yōu)選地，所述低通濾波器，包括:濾波電阻和濾波電容;其中，所述濾波電阻的一端 連接于所述電流采樣模塊遠(yuǎn)離地的一端，濾波電阻的另一端連接于所述信號(hào)處理忍片、且 用于對(duì)所述電流采樣模塊的采樣電流進(jìn)行限流處理;所述濾波電容的一端接地，另一端連 接于所述濾波電阻的另一端，且被配置為：與所述濾波電阻共同對(duì)所述電流采樣模塊的采 樣電流進(jìn)行濾波處理。
[0014] 優(yōu)選地，所述電流采樣模塊，包括:采樣電阻;所述電流互感器副邊線圈的第一連 接端接地，并經(jīng)所述采樣電阻連接于所述電流互感器副邊線圈的第二連接端;所述采樣電 阻被配置為:采樣所述電流互感器副邊線圈的電流，且將采樣所得采樣電流轉(zhuǎn)換為所述信 號(hào)處理忍片的輸入電壓。
[0015] 優(yōu)選地，該裝置還包括:分別連接于所述電流互感器副邊線圈與所述電流采樣模 塊的電壓保護(hù)模塊。
[0016] 優(yōu)選地，所述電壓保護(hù)模塊，包括:穩(wěn)壓二極管和第一二極管;其中，所述穩(wěn)壓二極 管的陽極和第一二極管的陽極相連，所述穩(wěn)壓二極管的陰極連接于所述電流互感器副邊線 圈的第一連接端，所述第一二極管的陰極連接于所述電流互感器副邊線圈的第二連接端。
[0017] 優(yōu)選地，所述電壓保護(hù)模塊，還包括:第二二極管;其中，所述第二二極管的陽極連 接于所述電流互感器副邊線圈的第二連接端，所述第二二極管的陰極連接于所述電流采樣 模塊遠(yuǎn)離地的一端。
[001引優(yōu)選地，所述雙Boost無橋電路，包括:第一至二電感，第一至四工頻二極管，第一 至二開關(guān)管，儲(chǔ)能濾波電容和假負(fù)載;其中，市電的火線經(jīng)第一電感后連接于第一工頻二極 管的陽極，第一工頻二極管的陰極經(jīng)并聯(lián)的儲(chǔ)能濾波電容和假負(fù)載后連接于電流互感器原 邊線圈的第二連接端;市電的火線還連接于第一開關(guān)管的漏極，第=工頻二極管的陽極連 接于電流互感器原邊線圈的第一連接端;所述第一工頻二極管的陽極還連接于第一開關(guān)管 的漏極，第一開關(guān)管的源極連接于電流互感器原邊線圈的第二連接端；市電的零線經(jīng)第二 電感后連接于第二工頻二極管的陽極，第二工頻二極管的陰極經(jīng)并聯(lián)的儲(chǔ)能濾波電容和假 負(fù)載后連接于電流互感器原邊線圈的第二連接端；市電的零線還連接于第二開關(guān)管的漏 極，第四工頻二極管的陽極連接于電流互感器原邊線圈的第一連接端;所述第二工頻二極 管的陽極還連接于第二開關(guān)管的漏極，第二開關(guān)管的源極連接于電流互感器原邊線圈的第 二連接端;所述第一開關(guān)管的柵極、第二開關(guān)管的柵極，均為所述雙Boost無橋電路的控制 JLjJU 乂而。
[0019] 與上述裝置相匹配，本發(fā)明另一方面提供一種無橋PFC電路的電流采樣裝置的控 制方法，包括:基于W上所述的無橋PFC電路的電流采樣裝置，控制所述無橋PFC電路的電流 采樣過程;并且，在所述無橋PFC電路的電流采樣過程中，所述無橋PFC電路的電流從電流互 感器原邊線圈的第二連接端流進(jìn)、且從電流互感器原邊線圈的第一連接端流出。
[0020] 優(yōu)選地，控制所述無橋PFC電路的電流采樣過程，包括:(1)當(dāng)輸入的市電的電壓為 正半周期時(shí):若第一開關(guān)管導(dǎo)通、且第二開關(guān)管截止時(shí)，電流從火線輸入，流經(jīng)第一電感、第 一開關(guān)管、第四工頻二極管后，返回零線;第一電感開始充電，假負(fù)載由儲(chǔ)能濾波電容供電； 若第一開關(guān)管和第二開關(guān)管均截止時(shí)，第一電感放電，電流從第一電感經(jīng)過第一工頻二極 管流向假負(fù)載和儲(chǔ)能濾波電容，再經(jīng)過第四工頻二極管后返回零線，市電和第一電感共同 給假負(fù)載供電，儲(chǔ)能濾波電容開始充電；間當(dāng)輸入的市電的電壓為負(fù)半周期時(shí):若第一開關(guān) 管截止、且第二開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，電流從零線流進(jìn)，流經(jīng)第二電感、第二開關(guān)管和第=工頻二 極管后，返回火線;第二電感開始充電，假負(fù)載由儲(chǔ)能濾波電容供電；
[0021] 若第一開關(guān)管和第二開關(guān)管均截止時(shí)，第二電感放電，電流從第二電感經(jīng)過第二 二極管流向假負(fù)載和儲(chǔ)能濾波電容，再經(jīng)過第=工頻二極管后，返回火線;市電和和第二電 感共同給假負(fù)載供電，儲(chǔ)能濾波電容開始充電；在市電的每個(gè)輸入周期內(nèi)，W上步驟重復(fù)進(jìn) 行。
[0022] 優(yōu)選地，該方法還包括：當(dāng)所述電流互感器的應(yīng)比為N、且所述無橋PFC電路的輸入 電流為Ii時(shí)，在每個(gè)周期從所述