本發(fā)明涉及電路技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種無橋pfc電路。

背景技術(shù)：

為提高功率因數(shù)，降低輸入電流諧波含量，在電力電子設(shè)備中大多采用無橋pfc(powerfactorcorrection，簡(jiǎn)稱pfc)電路進(jìn)行調(diào)節(jié)，該無橋pfc電路因具有電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，導(dǎo)通損耗小，轉(zhuǎn)換效率高等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛使用。

在無橋pfc電路中，一般需要采集交流輸入電壓信號(hào)和輸出電壓信號(hào)，并根據(jù)交流輸入電壓信號(hào)和輸出電壓信號(hào)生成占空比控制信號(hào)以實(shí)現(xiàn)pfc功能。然而，在現(xiàn)有的采集交流輸入電壓信號(hào)的方式中，比如通過高線性度的光電耦合器的方式，往往存在著采樣電路復(fù)雜、電路不穩(wěn)定等問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種無橋pfc電路，以降低無橋pfc電路的復(fù)雜度，提高電路的穩(wěn)定性。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種無橋pfc電路，其包括：控制單元、驅(qū)動(dòng)單元、電流采樣單元、輸出電壓采樣單元、第一開關(guān)單元和第二開關(guān)單元；其中，所述驅(qū)動(dòng)單元、電流采樣單元和輸出電壓采樣單元均與所述控制單元連接；所述驅(qū)動(dòng)單元分別與所述第一開關(guān)單元和第二開關(guān)單元連接；

所述控制單元采用單周期控制方式并根據(jù)所述電流采樣單元和輸出電壓采樣單元的采樣信息生成占空比控制信號(hào)，所述驅(qū)動(dòng)單元用于根據(jù)所述占空比控制信號(hào)控制所述第一開關(guān)單元和第二開關(guān)單元的開關(guān)狀態(tài)以實(shí)現(xiàn)所述pfc功能。

本發(fā)明實(shí)施例提供的無橋pfc電路中，控制單元采用單周期控制方式并根據(jù)電流采樣單元和輸出電壓采集單元的采樣信息生成占空比控制信號(hào)，以使得驅(qū)動(dòng)單元根據(jù)所述占空比控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)所述第一開關(guān)單元和第二開關(guān)單元的開關(guān)狀態(tài)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)pfc功能。該無橋pfc電路通過單周期控制方式并采用電流采樣單元和輸出電壓采樣單元采集信號(hào)即可實(shí)現(xiàn)pfc功能，不需要輸入電壓采樣電路，整體電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，所需電子元件數(shù)量少，使得整個(gè)無橋pfc電路的復(fù)雜度降低，同時(shí)電路的穩(wěn)定性得到大幅度提高。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種無橋pfc電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種無橋pfc電路的另一電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為圖1所示無橋pfc電路中電流走向的示意圖；

圖4為圖1所示無橋pfc電路中電流走向的另一示意圖；

圖5為圖1所示無橋pfc電路中電流走向的又一示意圖；

圖6為圖1所示無橋pfc電路中電流走向的再一示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

在圖1至圖6中，結(jié)構(gòu)相似或相同的結(jié)構(gòu)是以相同標(biāo)號(hào)表示。

請(qǐng)參閱圖1，圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種無橋pfc電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖。該無橋pfc電路100可以應(yīng)用于開關(guān)電源、led驅(qū)動(dòng)電源等器件中，用以提高開關(guān)電源、led驅(qū)動(dòng)電源等器件的功率因數(shù)，降低輸入電流諧波含量。

在本實(shí)施例中，無橋pfc電路100包括控制單元10、驅(qū)動(dòng)單元20、電流采樣單元30、輸出電壓采樣單元40、第一開關(guān)單元50、第二開關(guān)單元60、負(fù)載單元70、交流電源80、第一升壓電感l(wèi)1、第二升壓電感l(wèi)2、第一回流二極管d1、第二回流二極管d2、第一升壓二極管d3、第二升壓二極管d4。

下面將結(jié)合附圖對(duì)該無橋pfc電路100的具體電路結(jié)構(gòu)以及工作原理進(jìn)行詳細(xì)地說明。

如圖1所示，驅(qū)動(dòng)單元20、電流采樣單元30和輸出電壓采樣單元40均與控制單元10連接。電流采樣單元30和輸出電壓采樣單元40的采樣信息傳遞至控制單元10，控制單元10采用單周期控制方式并根據(jù)該采樣信息生成占空比控制信號(hào)，再將占空比控制信號(hào)傳輸至驅(qū)動(dòng)單元20。

驅(qū)動(dòng)單元20的輸出端分別與第一開關(guān)單元50和第二開關(guān)單元60連接。具體地，驅(qū)動(dòng)單元20的輸出端包括第一輸出端21和第二輸出端22。驅(qū)動(dòng)單元20的第一輸出端21與第一開關(guān)單元50連接，驅(qū)動(dòng)單元20的第二輸出端22與第二開關(guān)單元60連接。這樣，當(dāng)驅(qū)動(dòng)單元20接收到占空比控制信號(hào)后，根據(jù)占空比控制信號(hào)控制第一開關(guān)單元50和第二開關(guān)單元60的開關(guān)狀態(tài)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)pfc功能。

在本實(shí)施例中，第一升壓電感l(wèi)1、第一開關(guān)單元50和第一回流二極管d1串聯(lián)連接在交流電源80的兩極以形成第一回流支路。第二升壓電感l(wèi)2、第二開關(guān)單元60和第二回流二極管d2串聯(lián)連接在交流電源80的兩極以形成第二回流支路。

具體地，第一升壓電感l(wèi)1的一端與交流電源80的第一電極81連接，第一升壓電感l(wèi)1的另一端與第一開關(guān)單元50的第一端51連接。第一開關(guān)單元50的第二端52與第一回流二極管d1的正極連接；第一回流二極管d1的負(fù)極與交流電源80的第二電極82連接。

第二升壓電感l(wèi)2的一端與交流電源80的第二電極82連接，第二升壓電感l(wèi)2的另一端與第二開關(guān)單元60的第一端61連接；第二開關(guān)單元60的第二端62與第二回流二極管d2的正極連接；第二回流二極管d2的負(fù)極與交流電源80的第一電極81連接。

在本實(shí)施例中，第一升壓二極管d3與負(fù)載單元70串聯(lián)后并聯(lián)在第一開關(guān)單元50的兩端；第二升壓二極管d4與負(fù)載單元70串聯(lián)后并聯(lián)在第二開關(guān)單元60的兩端。

具體地，第一升壓二極管d3的正極與第一開關(guān)單元50的第一端51連接，第一升壓二極管d3的負(fù)極通過負(fù)載單元70連接至第一開關(guān)單元50的第二端52；第二升壓二極管d4的正極與第二開關(guān)單元60的第一端61連接，第二升壓二極管d4的負(fù)極通過負(fù)載單元70連接至第二開關(guān)單元60的第二端62。

在一實(shí)施例中，請(qǐng)參閱圖2，圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的無橋pfc電路的另一電路結(jié)構(gòu)示意圖。負(fù)載單元70可以包括濾波電容c和負(fù)載電阻r。濾波電容c和負(fù)載電阻r并聯(lián)連接。

也就是說，濾波電容c和負(fù)載電阻r并聯(lián)連接后，再連接在第一升壓二極管d3的負(fù)極與第一開關(guān)單元50的第二端52之間、和連接在第二升壓二極管d4的負(fù)極與第二開關(guān)單元60的第二端62之間。

另外，在一實(shí)施例中，第一開關(guān)單元50和第二開關(guān)單元60可以為n型mos管，如圖2所示。當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)單元50和第二開關(guān)單元60為mos管時(shí)，第一開關(guān)單元50的mos管的柵極連接至驅(qū)動(dòng)單元20的第一輸出端21，第二開關(guān)單元60的mos管的柵極連接至驅(qū)動(dòng)單元20的第二輸出端22。

在本實(shí)施例中，電流采樣單元30用于采樣交流電源80的端電流，輸出電壓采樣單元40用于采樣負(fù)載單元70的輸入端71處的電壓，即輸出電壓采樣單元40采集無橋pfc電路的輸出電壓?？刂茊卧?0根據(jù)采樣的電流和電壓信號(hào)生成占空比控制信號(hào)，這樣驅(qū)動(dòng)單元20根據(jù)該占空比控制信號(hào)控制第一回流支路和第二回流支路的通斷。

需要說明的是，在一實(shí)施例中，電流采樣單元30可以為電流互感器采樣單元、霍爾傳感器采樣單元等多種采樣單元中的一種，在此不做具體限制。另外，輸出電壓采樣單元40可以為電阻分壓采樣單元，也可以為其他形式的采樣單元，在此不做具體限制。

在本實(shí)施例中，當(dāng)交流電源80的交流電壓信號(hào)為正半周期時(shí)，交流電源80的第一電極81為正極性，交流電源80的第二電極82為負(fù)極性。當(dāng)交流電源80的交流電壓信號(hào)為負(fù)半周期時(shí)，交流電源80的第一電極81為負(fù)極性，交流電源80的第二電極82為正極性。

下面結(jié)合圖3至圖6對(duì)交流電源80的交流電壓信號(hào)分別處于正半周期和負(fù)半周期兩種情況下電路中電流的走向進(jìn)行說明。

請(qǐng)參閱圖3和圖4所示，在交流電源80的交流電壓信號(hào)處于正半周期的情況下，若第一開關(guān)單元50處于導(dǎo)通狀態(tài)，那么電流將依次通過第一升壓電感l(wèi)1、第一開關(guān)單元50、第一回流二極管d1回流至交流電源80的第二電極82。也就是說，第一回流支路處于導(dǎo)通狀態(tài)。若第一開關(guān)單元50處于斷開狀態(tài)，那么電流將依次通過第一升壓電感l(wèi)1、第一升壓二極管d3、負(fù)載單元70、第一回流二極管d1回流至交流電源80的第二電極82。

這樣就構(gòu)成了典型的boost拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。控制單元10接收電流采樣單元30采樣的端電流和輸出電壓采樣單元40采樣的電壓(即無橋pfc電路的輸出電壓)，并根據(jù)端電流和輸入電壓生成占空比控制信號(hào)，通過單周期控制方式和占空比控制信號(hào)以控制驅(qū)動(dòng)單元20調(diào)節(jié)第一開關(guān)單元50的占空比，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)pfc功能。

請(qǐng)參閱圖5和圖6所示，在交流電源80的交流電壓信號(hào)處于負(fù)半周期的情況下，若第二開關(guān)單元60處于導(dǎo)通狀態(tài)，那么電流將依次通過第二升壓電感l(wèi)2、第二開關(guān)單元60、第二回流二極管d2回流至交流電源80的第一電極81，也就是說，第二回流支路處于導(dǎo)通狀態(tài)。若第二開關(guān)單元60處于斷開狀態(tài)，那么電流將依次通過第二升壓電感l(wèi)2、第二升壓二極管d4、負(fù)載單元70、第二回流二極管d2回流至交流電源80的第一電極81。

控制單元10接收電流采樣單元30采樣的端電流和輸出電壓采樣單元40采樣的輸入電壓，并根據(jù)端電流和輸入電壓生成占空比控制信號(hào)，通過單周期控制方式和占空比控制信號(hào)以控制驅(qū)動(dòng)單元20調(diào)節(jié)第二開關(guān)單元60的占空比，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)pfc功能。

需要說明的是，在交流電源80的交流電壓信號(hào)處于正半周期的情況下，第二開關(guān)單元60可以處于導(dǎo)通狀態(tài)，也可以處于斷開狀態(tài)。在交流電源80的交流電壓信號(hào)處于負(fù)半周期的情況下，第一開關(guān)單元50可以處于導(dǎo)通狀態(tài)，也可以處于斷開狀態(tài)。

進(jìn)一步地，在一實(shí)施例中，當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)單元50和第二開關(guān)單元60為mos管時(shí)，為了降低mos管體內(nèi)二極管的損耗，當(dāng)交流電源80的交流電壓信號(hào)處于正半周期時(shí)，第二開關(guān)單元60一直處于導(dǎo)通狀態(tài)；當(dāng)交流電源80的交流電壓信號(hào)處于負(fù)半周期時(shí)，第一開關(guān)單元50一直處于導(dǎo)通狀態(tài)。

本實(shí)施例中的無橋pfc電路100，通過電流采樣單元30采樣交流電源80的端電流和輸出電壓采樣單元40采樣的負(fù)載單元70的電壓，并由控制單元10根據(jù)端電流和電壓信號(hào)生成占空比控制信號(hào)，通過單周期控制方式和占空比控制信號(hào)以控制驅(qū)動(dòng)單元20調(diào)節(jié)第一開關(guān)單元50和第二開關(guān)單元60的占空比，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)pfc功能。由于不需要輸入電壓采樣電路，本實(shí)施例中的電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，所需電子元件數(shù)量少，使得整個(gè)無橋pfc電路100的復(fù)雜度降低，成本降低，同時(shí)電路的穩(wěn)定性得到大幅度提高。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到各種等效的修改或替換，這些修改或替換都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。