一种无桥功率因数校正电路的电感电流过零检测方法技术

本发明专利技术公开了一种无桥功率因数校正电路的电感电流过零检测方法，其中，所述电路包括：交流电源、第一桥臂及第二桥臂、可双向流动电流的开关模组、电感、辅助绕组及信号处理电路；所述检测方法包括：使该辅助绕组产生感测电压；使该信号处理电路运用该感测电压产生电感电流过零点检测信号；以及当该电感电流过零点检测信号为下降沿时，导通该可双向流动电流的开关模组。本发明专利技术利用检测电感电流辅助绕组整流后的电压的方式得到电感电流过零点检测信号，从而实现H‑PFC以临界导通模式工作，无需检测电感电流与输入电压工频正负半周，获得与交流输入电压与输出负载无关的电感电流过零点检测信号，从而使得开关模组动作准确，减小开通损耗，提升效率。

A zero crossing detection method of inductance current in bridge less PFC circuit

【技术实现步骤摘要】
一种无桥功率因数校正电路的电感电流过零检测方法
本专利技术涉及交流/直流变换领域，具体涉及一种能够实现无桥功率因数校正电路(BridgelessPowerFactorCorrectionCircuit-PFC)临界连续电流模式(CriticalContinuousCurrentMode)的电感电流过零检测方法。
技术介绍
传统的升压型(Boost)PFC电路分为有桥PFC和无桥PFC。有桥PFC中整流桥损耗严重，而无桥PFC相较于有桥PFC略去了整流桥结构，减少了一个二极管的通态损耗，因此无桥PFC更有利于提升整个开关电源的转换效率。H-功率因数矫正器(H-PFC)是一种适用于中、大功率的无桥PFC拓扑(如图1)。在图1中，该无桥PFC接受输入电压Vin，产生一输出电压Vo，该拓扑包括二极管D1-D4，开关模组S1-S2，电感L1与输出电容CB。在临界连续电流模式控制下的H-PFC中，通常采用中心抽头辅助绕组检测电感电流归零的时刻，即使用检测Boost电感辅助绕组Laux1与辅助绕组Laux2电压的方法判断电感电流归零的时刻(如图2)。其中辅助绕组Laux1与辅助绕组Laux2的极性都与电感L1相反。在输入电压Vin为工频周期正半周时，模拟开关的输出电压VZCD与辅助绕组Laux1上的电压Vaux1经分压后的电压Vd1大小相同；在输入电压Vin为工频周期负半周时，模拟开关的输出电压VZCD与辅助绕组Laux2上的电压Vaux2经分压后的电压Vd2大小相同。通过判断过零检测电压VZCD到达一预设值的时刻检测电感电流归零时刻，导通开关S1与S2。此控制方法需要检测输入电压Vin的正负半周，但是在输入电压过零时刻附近，输入电压幅值很小，输入电压采样的信号容易被杂讯干扰，使得开关S1与S2的导通产生误动作，因此为了避免这种情况，往往会在输入电压工频换周时设定一定大小的死区时间，该死区时间的存在会导致功率因数降低。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种无桥功率因数校正电路及其控制方法，以实现H-PFC在临界连续电流模式下工作，无需利用电流互感器检测电感电流，且无需检测输入电压的正负半周，能够得到电感电流过零点的检测信号，使得可双向流动电流的开关模组动作准确，在零电压情况下开通，减小开通损耗，提高效率。为达到上述目的，本专利技术提供了一种无桥功率因数校正电路的电感电流过零检测方法，其中，所述电路包括：交流电源，具有第一端及第二端；第一桥臂及第二桥臂，各包含第一端、第二端及中点，该第一桥臂的第一端连接至该第二桥臂的第一端，该第一桥臂的第二端连接至该第二桥臂的第二端，该第二桥臂的中点与该交流电源的第二端连接；可双向流动电流的开关模组，连接至第一桥臂的中点及第二桥臂的中点；电感，具有第一端及第二端，该电感的第一端耦合于交流电源的第一端，该电感的第二端耦合于第一桥臂的中点；辅助绕组，磁性耦合于所述电感；信号处理电路，连接于所述辅助绕组；所述检测方法包括：使该辅助绕组产生感测电压；使该信号处理电路运用该感测电压产生电感电流过零点检测信号；以及当该电感电流过零点检测信号为下降沿时，导通该可双向流动电流的开关模组。上述的无桥功率因数校正电路的电感电流过零检测方法，其中，所述电路还包括：一个输出电容，具有第一端及第二端，该输出电容的第一端连接至第二桥臂的第一端，该输出电容的第二端连接至第二桥臂的第二端。上述的无桥功率因数校正电路的电感电流过零检测方法，其中，所述第一桥臂包括第一二极管及第二二极管；所述第二桥臂包括第三二极管及第四二极管；每一二极管均具有阳极及阴极；所述第一二极管的阴极与第三二极管的阴极连接；所述第二二极管的阳极与第四二极管的阳极连接；所述第一二极管的阳极与第二二极管的阴极连接；所述第三二极管的阳极与第四二极管的阴极连接。上述的无桥功率因数校正电路的电感电流过零检测方法，其中，所述辅助绕组的极性与所述电感相同或者相反。上述的无桥功率因数校正电路的电感电流过零检测方法，其中，所述信号处理电路包括：滤波电阻，具有第一端及第二端，该滤波电阻的第一端与辅助绕组的第一端相连；第一滤波电容，具有第一端及第二端，该第一滤波电容的第一端与滤波电阻的第二端相连，该第一滤波电容的第二端与辅助绕组的第二端相连。上述的无桥功率因数校正电路的电感电流过零检测方法，其中，所述信号处理电路还包括：第三桥臂及第四桥臂，各包含第一端、第二端及中点，该第三桥臂的第一端连接至第四桥臂的第一端，该第三桥臂的第二端连接至第四桥臂的第二端，该第三桥臂的中点与第一滤波电容的第一端连接，该第四桥臂的中点与第一滤波电容的第二端连接。上述的无桥功率因数校正电路的电感电流过零检测方法，其中，所述第三桥臂包括第五二极管及第六二极管；所述第四桥臂包括第七二极管及第八二极管；每一二极管均具有阳极及阴极；所述第五二极管的阴极与第七二极管的阴极连接；所述第六二极管的阳极与第八二极管的阳极连接；所述第五二极管的阳极与第六二极管的阴极连接；所述第七二极管的阳极与第八二极管的阴极连接。上述的无桥功率因数校正电路的电感电流过零检测方法，其中，所述信号处理电路还包括以下形成第一过零检测电压的结构：第一分压电阻，具有第一端及第二端，该第一分压电阻的第一端与第四桥臂的第一端连接；第二分压电阻，具有第一端及第二端，该第二分压电阻的第一端与第一分压电阻的第二端连接；该第二分压电阻的第二端与第四桥臂的第二端连接；第二滤波电容，具有第一端及第二端，该第二滤波电容的第一端与第一分压电阻的第二端连接；该第二滤波电容的第二端与第二分压电阻的第二端连接。上述的无桥功率因数校正电路的电感电流过零检测方法，其中，所述信号处理电路还包括：第九二极管，具有阳极及阴极，该第九二极管的阳极与第二滤波电容的第一端连接；稳压管，具有正极及负极，该稳压管的负极与第九二极管的阴极连接，该稳压管的正极与第二滤波电容的第二端连接。上述的无桥功率因数校正电路的电感电流过零检测方法，其中，所述信号处理电路还包括：比较器，具有正端与负端，该比较器的正端与第九二极管的阳极连接；直流电压源，预设电压阈值，并具有正端与负端，该直流电压源的正端与比较器的负端连接，该直流电压源的负端与稳压管的正极连接；该比较器用于比较第一过零检测电压与所述预设电压阈值，产生第二过零检测电压，该第二过零检测电压的下降沿用于检测电感电流的过零时刻，经一定延时后驱动该可双向流动电流的开关模组。相对于现有技术，本专利技术具有以下有益效果：(1)该控制方案无需检测电感电流，能够获得与交流输入和输出负载无关的电感电流归零点检测信号，从而使得可双向流动电流的开关模组动作准确，减小开通损耗，提升效率。(2)通过辅助绕组后接整流桥结构的方式，无需检测输入电压工频正负半周就可以检测到电感电流过零点时刻。(3)无需设置工频死区时间，使得H-本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无桥功率因数校正电路的电感电流过零检测方法，其特征在于，所述电路包括：/n交流电源，具有第一端及第二端；/n第一桥臂及第二桥臂，各包含第一端、第二端及中点，该第一桥臂的第一端连接至该第二桥臂的第一端，该第一桥臂的第二端连接至该第二桥臂的第二端，该第二桥臂的中点与该交流电源的第二端连接；/n可双向流动电流的开关模组，连接至第一桥臂的中点及第二桥臂的中点；/n电感，具有第一端及第二端，该电感的第一端耦合于交流电源的第一端，该电感的第二端耦合于第一桥臂的中点；/n辅助绕组，磁性耦合于所述电感；/n信号处理电路，连接于所述辅助绕组；/n所述检测方法包括：/n使该辅助绕组产生感测电压；/n使该信号处理电路运用该感测电压产生电感电流过零点检测信号；以及当该电感电流过零点检测信号为下降沿时，导通该可双向流动电流的开关模组。/n

【技术特征摘要】
1.一种无桥功率因数校正电路的电感电流过零检测方法，其特征在于，所述电路包括：
交流电源，具有第一端及第二端；
第一桥臂及第二桥臂，各包含第一端、第二端及中点，该第一桥臂的第一端连接至该第二桥臂的第一端，该第一桥臂的第二端连接至该第二桥臂的第二端，该第二桥臂的中点与该交流电源的第二端连接；
可双向流动电流的开关模组，连接至第一桥臂的中点及第二桥臂的中点；
电感，具有第一端及第二端，该电感的第一端耦合于交流电源的第一端，该电感的第二端耦合于第一桥臂的中点；
辅助绕组，磁性耦合于所述电感；
信号处理电路，连接于所述辅助绕组；
所述检测方法包括：
使该辅助绕组产生感测电压；
使该信号处理电路运用该感测电压产生电感电流过零点检测信号；以及当该电感电流过零点检测信号为下降沿时，导通该可双向流动电流的开关模组。


2.如权利要求1所述的无桥功率因数校正电路的电感电流过零检测方法，其特征在于，所述电路还包括：一个输出电容，具有第一端及第二端，该输出电容的第一端连接至第二桥臂的第一端，该输出电容的第二端连接至第二桥臂的第二端。


3.如权利要求1所述的无桥功率因数校正电路的电感电流过零检测方法，其特征在于，所述第一桥臂包括第一二极管及第二二极管；所述第二桥臂包括第三二极管及第四二极管；每一二极管均具有阳极及阴极；所述第一二极管的阴极与第三二极管的阴极连接；所述第二二极管的阳极与第四二极管的阳极连接；所述第一二极管的阳极与第二二极管的阴极连接；所述第三二极管的阳极与第四二极管的阴极连接。


4.如权利要求1所述的无桥功率因数校正电路的电感电流过零检测方法，其特征在于，所述辅助绕组的极性与所述电感相同或者相反。


5.如权利要求1所述的无桥功率因数校正电路的电感电流过零检测方法，其特征在于，所述信号处理电路包括：
滤波电阻，具有第一端及第二端，该滤波电阻的第一端与辅助绕组的第一端相连；
第一滤波电容，具有第一端及第二端，该第一滤波电容的第一端与滤波电阻的第二端相连，该第一滤波电容的第二端与辅助绕组的第二端相连。


6.如权利要求5所述的无桥功率因数校正电路的电感电流过零检测方法，其特征在于，所述信号处...

【专利技术属性】
技术研发人员：靳洋，陈子健，刘世超，吴春瑜，李阳，吴新科，马东，
申请(专利权)人：上海空间电源研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31