一种无桥PFC充电电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种无桥PFC充电电路，属于电子电路领域，包括无桥boost PFC电路，主控模块、逻辑控制模块、驱动模块、输出电压采样模块、电感电流采样模块、EMI滤波模块、过流检测模块、过压检测模块和显示模块。通过设置在保证电路高的PF值的前提下，实现算法简单，降低电路成本，降低电路纹波，实现对电感电流的采样，母线电压的采样，以及对电路的过流过压保护，对电路各个性能条件的显示；选择单周期控制，相比平均电流控制不用检测交流电压，控制算法在每个开关周期都在调控，使的稳态性能更好；交流输入端加了一个继电器，对电路进行预充，减小电路纹波，交流输入端加入了EMI模块来减少干扰。

【技术实现步骤摘要】
一种无桥PFC充电电路
本技术涉及电子电路领域，尤其涉及一种无桥PFC充电电路。
技术介绍
随着电力电子的应用越来越广泛，为了提高功率因数，减小谐波电流，PFC(powerfactorcorrect)电路的研究与应用也得到重视。数字电源在开关频率更高的情况下实施更为复杂的非线性预测及自适应控制算法，从而令电源设计实现更佳的能效和电源规格，所以数字电源比模拟电源更具有前景。相对于传统的PFC电路，无桥PFC省掉了前级的整流桥，使得电路的效率得以提升。控制策略大致分为平均电流法和单周期控制法，平均电流法需要采集交流输入端电压和电感电流，以及母线电压，在一定的开关周期内计算平均电感电流，进行闭环控制。而单周期控制法是在每个开关周期内令开关变量的平均值与控制参考量相等或者成一定的比例，也就是说可以在一个开关周期内消除瞬态误差，同时，这种控制方法与平均电流法相比不需要采集交流电压，节省了电路成本。但是在现有的无桥PFC电路中，共模干扰严重，电感电流采样困难，并且过流过压等保护不到位，经常烧坏MOS管。所以，为了更好的应用无桥PFC来实现整流，设计一个充电体系很重要。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种无桥PFC充电电路，解决现有无桥PFC电路中，共模干扰严重，电感电流采样困难，并且过流过压等保护不到位，经常烧坏MOS管的技术问题。提供一种在保证电路高的PF值的前提下，实现算法简单，降低电路成本，降低电路纹波，实现对电感电流的采样，母线电压的采样，以及对电路的过流过压保护，对电路各个性能条件的显示。一种无桥PFC充电电路，包括无桥boostPFC电路，主控模块、逻辑控制模块、驱动模块、输出电压采样模块、电感电流采样模块、EMI滤波模块、过流检测模块、过压检测模块和显示模块；所述主控模块分别通过输出电压采样模块和电感电流采样模块与无桥boostPFC电路连接，分别用于采样无桥boostPFC电路的电感电流和输出电压，通过单周期控制方法计算出占空比，通过PWM口输出驱动波形，经过逻辑控制模块输出到驱动模块，控制无桥boostPFC电路中开关的开启和关闭，所述主控模块经逻辑控制模块与驱动模块连接，所述显示模块与主控模块连接，所述逻辑控制模块经过流检测模块与电感电流采样模块连接，所述逻辑控制模块经过压检测模块与输出电压采样模块连接，所述EMI滤波模块与无桥boostPFC电路的输入端连接，所述电感电流采样模块分别与无桥boostPFC电路和EMI滤波模块连接，所述驱动模块与无桥boostPFC电路连接，所述输出电压采样模块的采样端与无桥boostPFC电路的输出端连接。进一步地，所述无桥boostPFC电路包括电感L1、L2、开关管S1、S2、二极管D1、D2、电容C1、C2和电阻RL，所述电感L1一端与火线L连接，另一端分别与二极管D1输入端和开关管S1连接，所述电感L2一端与零线N连接，另一端分别与二极管D2输入端和开关管S2连接，所述开关管S1与二极管D1串联连接，开关管S2与二极管D2串联连接，所述开关管S1、S2均与驱动模块连接，所述电容C1、C2和电阻RL并联设置，所述电容C1、C2和电阻RL的一端分别与二极管D1、D2的输出端连接，所述电容C1、C2和电阻RL的另一端分别与开关管S1、S2连接，且接地。进一步地，所述无桥boostPFC电路的火线L与电感L1之间还设置有预充继电器K1和电阻R2，所述预充继电器K1与电阻R2并联连接，所述主控模块的IO口与预充继电器K1连接。进一步地，所述开关管S1、S2均为MOS管或者IGBT。进一步地，所述电感电流采样模块包括差分放大电路、加法电路和限幅度电路，所述差分放大电路与无桥boostPFC电路连接，所述差分放大电路经加法电路与限幅度电路连接。进一步地，所述过流检测模块将采集到的电感电流经过同向放大电路，若采集的值超过预设VREF的幅值，将输出数字信号AC-OCP，若采集的值由0变为1，逻辑控制模块接收到会即刻关闭开关管，过程判断时间约为1us。进一步地，所述无桥boostPFC电路的充放电过程为：在火线L为高电平时，充电过程中，电流流过的顺序为，电感L1，开关管S1，开关关S2,电感L2，零线N，放电过程，电流流过的顺序为，电感L1，续流二极管D1，负载，开关管S2,电感L2，零线N，在零线N为高电平时，充电过程，电流流过的顺序为，电感L2，开关管S2，开关关S1,电感L1，火线L，放电过程，电流流过的顺序为，电感L2，续流二极管D2，负载，开关管S1,电感L1，火线L，在输入交流为正半周期，开关管S2常开，主控模块占空比控制开关管S1，在输入交流为负半周期，开关管S1常开，主控模块占空比控制开关管S2，输出端的电容C1，滤毛刺，减小纹波和共模干扰，C2是电解电容，用于储能的，电感L1和L2为共磁芯，在交流输入端L线和电感L1之间加设的预充继电器K1，与主控模块IO连接，主控模块控制K1的开启，电路首先通过电阻R2构成闭合回路，通过2个开关管内部体二极管的和2个二极管构成的整流桥进行自然整流，然后再打开继电器K1。本技术采用了上述技术方案，本技术具有以下技术效果：本技术通过设置在保证电路高的PF值的前提下，实现算法简单，降低电路成本，降低电路纹波，实现对电感电流的采样，母线电压的采样，以及对电路的过流过压保护，对电路各个性能条件的显示；选择单周期控制，相比平均电流控制不用检测交流电压，控制算法在每个开关周期都在调控，使的稳态性能更好；交流输入端加了一个继电器，对电路进行预充，减小电路纹波，交流输入端加入了EMI模块来减少干扰。附图说明图1是本技术的整体电路示意图。图2是本技术的电感电流采样模块及过流检测模块原理图。图3是本技术的电流示意图。图4是本技术的电流另一种情况示意图。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举出优选实施例，对本技术进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本技术的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本技术的这些方面。如图1所示，本技术可应用在PFC校正电路，实现整流，对负载RL供电。根据本技术的一种无桥PFC充电电路结构示意图，包括基本型无桥boostPFC电路，主控模块1，逻辑控制模块2，驱动模块3，母线电压采样模块4，电感电流采样模块5，EMI滤波模块6，过流检测模块7，过压检测模块8和显示模块9。所述的主控模块通过ADC采样口对电感电流，母线电压进行采样，通过单周期控制策略计算出占空比，通过本身的PWM口输出驱动波形，经过逻辑控制模块输出驱动模块，然后信号流到开关管的G极，从而控制开关管的开启或者关断。所述的逻辑控制模块为FPGA芯片，逻辑判断速度快，连接在主控模块和驱动模块之间。基本型无桥boostPFC电路拓扑是两个boost电路组成，在火线L为高电平时，充电过程，电流流过的顺序为，电感L1，开关管S1，开关关S2,电感L2，零线N，放电过程，电流流过的顺序为，电感L1，续流二极管D1，负载，开关管S2,电感L2，零线N。在零线N为高电平时，充电过程，电流流过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无桥PFC充电电路，其特征在于：包括无桥boost PFC电路，主控模块、逻辑控制模块、驱动模块、输出电压采样模块、电感电流采样模块、EMI滤波模块、过流检测模块、过压检测模块和显示模块；所述主控模块分别通过输出电压采样模块和电感电流采样模块与无桥boost PFC电路连接，所述主控模块经逻辑控制模块与驱动模块连接，所述显示模块与主控模块连接，所述逻辑控制模块经过流检测模块与电感电流采样模块连接，所述逻辑控制模块经过压检测模块与输出电压采样模块连接，所述EMI滤波模块与无桥boost PFC电路的输入端连接，所述电感电流采样模块分别与无桥boost PFC电路和EMI滤波模块连接，所述驱动模块与无桥boost PFC电路连接，所述输出电压采样模块的采样端与无桥boost PFC电路的输出端连接。

【技术特征摘要】
1.一种无桥PFC充电电路，其特征在于：包括无桥boostPFC电路，主控模块、逻辑控制模块、驱动模块、输出电压采样模块、电感电流采样模块、EMI滤波模块、过流检测模块、过压检测模块和显示模块；所述主控模块分别通过输出电压采样模块和电感电流采样模块与无桥boostPFC电路连接，所述主控模块经逻辑控制模块与驱动模块连接，所述显示模块与主控模块连接，所述逻辑控制模块经过流检测模块与电感电流采样模块连接，所述逻辑控制模块经过压检测模块与输出电压采样模块连接，所述EMI滤波模块与无桥boostPFC电路的输入端连接，所述电感电流采样模块分别与无桥boostPFC电路和EMI滤波模块连接，所述驱动模块与无桥boostPFC电路连接，所述输出电压采样模块的采样端与无桥boostPFC电路的输出端连接。2.根据权利要求1所述的一种无桥PFC充电电路，其特征在于：所述无桥boostPFC电路包括电感L1、L2、开关管S1、S2、二极管D1、D2、电容C1、C2和电阻RL，所述电感L1一端与火线L连接，另一端分别与二极管D1输入端和开关管S1连接，所述电感L2一端与零线N连接，另一端分别与二极管D2输入端和开关管S2连接，所述开关管S1与二极管D1串联...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯申，李廷会，廖志贤，韩晓盼，
申请(专利权)人：广西师范大学，
类型：新型
国别省市：广西,45