一种PFC电路及充电机制造技术

本实用新型专利技术提供了一种PFC电路及充电机，其中电路包括：交流电源、电感器、电容器及高频开关的第一MOS管及第二MOS管，工频开关的第三MOS管及第四MOS管；第一MOS管与第二MOS管串联形成图腾柱式输出电路，第一MOS管的漏极与第三MOS管的漏极连接，第三MOS管的源极与第四MOS管的漏极连接，第四MOS管的源极与第二MOS管的源极连接，第二MOS管的漏极与第一MOS管的源极连接；电感器的第一端连接至所述交流电源的第一端，电感器的第二端连接至所述第一MOS管的源极与所述第二MOS管的漏极之间，大大减少元器件，节省成本，降低电路失效率。

【技术实现步骤摘要】
一种PFC电路及充电机
本技术涉及电路结构，尤其涉及一种PFC电路及充电机。
技术介绍
电动汽车的充电装置无论是车载充电机还是直流充电桩，其电路拓扑结构中都离不开有源功率校正电路(简称PFC电路)。PFC电路是交流电转直流电的重要环节，它可以保证电源在开关转换时不影响电网的质量、减小电流谐波的畸变、减少开关电源在工作时产生的无功功率。大多数充电机内的PFC电路是由整流桥+BOOST电路组合结构，此种电路结构虽然稳定，但是所使用的元器件多，失效率就相对较高，并且两级串联所产生的损耗较多。
技术实现思路
本技术实施例中提供一种PFC电路及充电机，以解决现有技术中PFC电路所使用的元器件多，失效率相对较高，且电路损耗较多的问题。为了解决上述技术问题，本技术实施例采用如下技术方案：一方面，本技术实施例提供一种有源功率校正PFC电路，包括：交流电源、电感器、电容器及高频开关的第一MOS管及第二MOS管，工频开关的第三MOS管及第四MOS管；所述第一MOS管与所述第二MOS管串联形成图腾柱式输出电路，其中，所述第一MOS管的漏极与所述第三MOS管的漏极连接，所述第三MOS管的源极与所述第四MOS管的漏极连接，所述第四MOS管的源极与所述第二MOS管的源极连接，所述第二MOS管的漏极与所述第一MOS管的源极连接；所述电感器的第一端连接至所述交流电源的第一端，所述电感器的第二端连接至所述第一MOS管的源极与所述第二MOS管的漏极之间，所述交流电源的第二端连接至所述第三MOS管的源极与所述第四MOS管的漏极之间，所述电容器的第一端连接至所述第三MOS管的漏极，所述电容器的第二端连接至所述第四MOS管的源极。可选地，在所述交流电源的输出电压处于正半周期时，所述第三MOS管关断，所述第四MOS管导通；在所述交流电源的输出电压处于负半周期时，所述第三MOS管关断，所述第四MOS管导通。可选地，所述第一MOS管及第二MOS管的开关频率为50kHZ。可选地，所述第三MOS管及第四MOS管的开关频率为50HZ。可选地，所述第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管及第四MOS管均为P沟道增强型MOS管。可选地，所述第一MOS管与所述第二MOS管均为碳化硅MOS管。可选地，所述第三MOS管与所述第四MOS管均为硅MOS管。另一方面，本技术实施例还提供一种充电机，所述充电机包括如上所述的PFC电路。本技术的一个或多个实施例具有以下有益效果：本技术的电路结构中,电路运作过程中控制方式为图腾柱式的控制方式，第一MOS管和第二MOS管间的配合形成硬开关模式，提高开关特性，整体形成为H桥结构的无桥PFC拓扑电路，适应于双向车载充电机的应用电路中，使电动汽车可以实现V2L(车对负载)/V2G(车对电网)等功能，在实现原有整流桥+BOOST电路的功能的同时，大大减少元器件，节省成本，降低电路失效率。附图说明下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。图1表示PFC电路的整体结构示意图；图2表示4颗MOS管的开关时序图；图3表示交流正半周期内电流流向示意图一；图4表示交流正半周期内电流流向示意图二；图5表示交流负半周期内电流流向示意图一；图6表示交流负半周期内电流流向示意图二。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。本技术公开一种有源功率校正PFC电路，结合图1、图2、图3、图4、图5、图6所示，包括：交流电源AC、电感器L、电容器C及高频开关的第一MOS管Q1及第二MOS管Q2，工频开关的第三MOS管Q3及第四MOS管Q4。该第一MOS管Q1与第二MOS管Q2串联形成图腾柱式输出电路，其中，所述第一MOS管Q1的漏极与所述第三MOS管Q3的漏极连接，所述第三MOS管Q3的源极与所述第四MOS管Q4的漏极连接，所述第四MOS管Q4的源极与所述第二MOS管Q2的源极连接，所述第二MOS管Q2的漏极与所述第一MOS管Q1的源极连接。其中，电感器L的第一端连接至所述交流电源AC的第一端，所述电感器L的第二端连接至所述第一MOS管Q1的源极与所述第二MOS管Q2的漏极之间，所述交流电源AC的第二端连接至所述第三MOS管Q3的源极与所述第四MOS管Q4的漏极之间，所述电容器C的第一端连接至所述第三MOS管Q3的漏极，所述电容器C的第二端连接至所述第四MOS管Q4的源极。本技术的电路结构中,第一MOS管Q1与第二MOS管Q2串联形成图腾柱式输出电路，电路运作过程中控制方式为图腾柱式的控制方式，第一MOS管Q1和第二MOS管Q2间的配合形成硬开关模式，提高开关特性，第一MOS管Q1、第二MOS管Q2、第三MOS管Q3及第四MOS管Q4间形成为H桥结构的无桥PFC拓扑电路，该无桥PFC主电路使用4只开关管，Q1和Q2一直工作高频硬开关状态，四个MOS管电路结构的无桥PFC电路是一种四象限的拓扑结构，可以通过改变驱动控制实现DCAC逆变功能，以适应双向车载充电机的应用电路中，使电动汽车可以实现V2L(车对负载)/V2G(车对电网)等功能，该电路结构，相对于以前整流桥+BOOST电路的PFC电路，在实现原有整流桥+BOOST电路的功能的同时，大大减少元器件，节省成本，降低电路失效率。进一步地，具体地，在交流电源AC的输出电压处于正半周期时，所述第三MOS管Q3关断，第四MOS管Q4导通；在交流电源AC的输出电压处于负半周期时，所述第三MOS管Q3关断，所述第四MOS管Q4导通。图2为4颗MOS管的开关时序图，其中，PWM1为Q1的驱动波形；PWM2为Q2的驱动波形；PWM3为Q3的驱动波形；PWM4为Q4的驱动波形；Uac为交流输入电压。第一MOS管Q1及第二MOS管Q2为高频开关，第三MOS管Q3及第四MOS管Q4为工频开关。当交流电源AC电压被输入，并且处于L正N负的正周期内，Q4工频开且Q3工频关。在交流正半周期内(L相大于N相)，Q1和Q2高频开关，组成boost升压电路。电流流向如图3和图4所示。在图3中，为在0～t1，且Q1关断、Q2导通时，交流正周期内电感储存能量。在图4中，为在0～t1，且Q1导通、Q2关断时，交流正周期内电感释放能量给电容充电。当交流电源AC电压被输入，并且处于L负N正的负周期内，Q4工频关且Q3工频开。在交流负半周期(N相大于L相)，Q1和Q2高频开关。电流流向如图5和图6所示。在图5中，为在t1～t2，且Q1导通、Q2关断时，交流负周期内电感储存能量。在图6中，为在t1～t2，且Q1关断、Q2导通时，交流负周期内电感释放能量给电容充电。作为一优选的实施方式，其中，第一MOS管Q1及第二MOS管Q2的开关频率为50本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有源功率校正PFC电路，其特征在于，包括：交流电源、电感器、电容器及高频开关的第一MOS管及第二MOS管，工频开关的第三MOS管及第四MOS管；所述第一MOS管与所述第二MOS管串联形成图腾柱式输出电路，其中，所述第一MOS管的漏极与所述第三MOS管的漏极连接，所述第三MOS管的源极与所述第四MOS管的漏极连接，所述第四MOS管的源极与所述第二MOS管的源极连接，所述第二MOS管的漏极与所述第一MOS管的源极连接；所述电感器的第一端连接至所述交流电源的第一端，所述电感器的第二端连接至所述第一MOS管的源极与所述第二MOS管的漏极之间，所述交流电源的第二端连接至所述第三MOS管的源极与所述第四MOS管的漏极之间，所述电容器的第一端连接至所述第三MOS管的漏极，所述电容器的第二端连接至所述第四MOS管的源极。

【技术特征摘要】
1.一种有源功率校正PFC电路，其特征在于，包括：交流电源、电感器、电容器及高频开关的第一MOS管及第二MOS管，工频开关的第三MOS管及第四MOS管；所述第一MOS管与所述第二MOS管串联形成图腾柱式输出电路，其中，所述第一MOS管的漏极与所述第三MOS管的漏极连接，所述第三MOS管的源极与所述第四MOS管的漏极连接，所述第四MOS管的源极与所述第二MOS管的源极连接，所述第二MOS管的漏极与所述第一MOS管的源极连接；所述电感器的第一端连接至所述交流电源的第一端，所述电感器的第二端连接至所述第一MOS管的源极与所述第二MOS管的漏极之间，所述交流电源的第二端连接至所述第三MOS管的源极与所述第四MOS管的漏极之间，所述电容器的第一端连接至所述第三MOS管的漏极，所述电容器的第二端连接至所述第四MOS管的源极。2.根据权利要求1所述的PFC电路，其特征在于，在所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵春阳，
申请(专利权)人：北京新能源汽车股份有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11