一种图腾柱PFC模拟控制电路、控制器、AC-DC变换器及充电桩制造技术

本实用新型专利技术提供一种图腾柱PFC模拟控制电路、控制器、AC

A totem pole PFC analog control circuit, controller, AC-DC converter and charging pile

【技术实现步骤摘要】
一种图腾柱PFC模拟控制电路、控制器、AC
‑
DC变换器及充电桩


[0001]本技术属于电力电子
，尤其是涉及一种图腾柱PFC模拟控制电路、控制器、AC
‑
DC变换器及充电桩。

技术介绍

[0002]随着新能源技术以及电动汽车技术的不断发展，单相或三相AC
‑
DC变换器得到了广泛的应用，其中就包括基于单相功率因数校正器的充电桩。
[0003]对于单相交流电压供电的电力电子变换器，需要采用有源功率因数校正(PFC)技术，或采用单相有源电力滤波(APF)技术，以此抑制网侧谐波电流和提高网侧功率因数，满足IEC61000
‑3‑
2和IEC6100
‑3‑
12谐波电流抑制标注。
[0004]图腾柱PFC是一种有源功率因数校正电路，同其它PFC电路一样，输出电容电压控制可以采取PI控制器、跨导型单零单极控制器等，电感电流控制可以采用跟随控制、单周期控制和滞环控制等。图腾柱PFC中包含功率电路和控制电路，功率电路包括两个桥臂，一般情况下，一个为高频切换的GaN FET或IGBT桥臂，另一个为工频切换的SiC FET或二极管桥臂，控制电路包括模拟控制电路或数字控制电路。
[0005]现有的图腾柱PFC控制器均采用数字控制器，带来的问题是：(1)、输入电压与输入电流、输出电压检测电路复杂，增加电路板体积和成本；(2)、编程调试耗时，过程负载，需要考虑隔离、信号标定等实际问题；(3)、开发周期延长。
[0006]某些优秀的模拟控制策略不能采用数字控制器实现，因此，在一定程度上还需要模拟控制器，但是这些模拟控制器仅适合传统有桥PFC，因此，需要条件必要的模拟电路，配合使用这些模拟控制器，构成新的模拟控制器，用于图腾柱PFC的有效控制。

技术实现思路

[0007]本技术的第一个目的在于，针对现有技术中存在的不足，提供一种图腾柱PFC模拟控制电路。
[0008]为此，本技术的上述目的通过以下技术方案实现：
[0009]一种图腾柱PFC模拟控制电路，包括功率电路和控制电路，所述功率电路用于完成AC
‑
DC功率变换并为控制电路提供输入电流信号和输出电压信号，所述控制电路用于进行图腾柱PFC电压外环和电流内环控制；
[0010]所述功率电路包括八只电阻、两只GaN FET、两只功率二极管、一只电感和两只电容，所述功率电路中：第一电感的一端、第一电容的一端与交流火线L相连，第一电感的另一端与第一电阻、第八电阻的一端相连，第一电阻的另一端与地1和第一GaN FET的源极、第二GaN FET的漏极相连，第一电容的另一端与交流零线N相连并与第一二极管的阳极、第二二极管的阴极相连，
[0011]第一GaN FET的漏极与第一二极管的阴极相连后与第二电容一端、第二电阻一端、第五电阻一端相连，形成输出正极DCP；
[0012]第二GaN FET的源极与第二二极管的阳极相连后与第二电容的另一端、第四电阻一端、第七电阻一端相连，形成输出负极DCN；
[0013]第二电阻的另一端与第三电阻一端相连，第三电阻的另一端与第四电阻的另一端相连，输出反馈电压VFB；
[0014]所述第五电阻的另一端与第六电阻一端相连，第六电阻的另一端与第七电阻的另一端相连，输出过压信号OVP；
[0015]所述控制电路包括八个功能单元以及线性隔离放大器、模拟控制器IR1155S的外围器件；所述控制电路中：第八电阻的一端与功率电路中第一电感的另一端、第一电阻一端相连，以电压形式引入电感电流信号；第八电阻的另一端与第三电容一端相连并与第一线性隔离放大器的VIN+端相连，第三电容的另一端接地1并与第一线性隔离放大器的VIN
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端相连，第一线性隔离放大器初级VDD1连接+5V1，第一线性隔离放大器次级VDD2连接+5V2，其地为地2，第一线性隔离放大器引脚ABSVAL输出与第一反相器相连，第一反相器相连
‑
5V2和+5V2，其地为地2，第一反相器的输出与跟随器相连，跟随器的输出与分压器相连，分压器的输出与第九电阻一端相连，第九电阻一端与第五电容一端相连后并与模拟控制器IR1155S的引脚3相连，第五电容另一端接地2，第四电容一端与模拟控制器IR1155S的引脚3相连，第四电容另一端连接地2，模拟控制器IR1155S的引脚1连接地2，模拟控制器IR1155S的引脚5与第十电阻一端和第七电容一端相连，第七电容另一端连接地2，第十电阻的另一端与第六电容一端相连，第六电容的另一端连接地2，模拟控制器IR1155S的引脚7与第一电解电容的阳极和第八电容一端相连，第一电解电容的阴极和第八电容的另一端连接地2，模拟控制器IR1155S的引脚4与功率电路中第六电阻和第七电阻的公共端相连，模拟控制器IR1155S的引脚6与功率电路中第三电阻和第四电阻的公共端相连，模拟控制器IR1155S的引脚8与S2驱动器的输入端、第二反相器的输入端相连，第二反相器的输出端与S1隔离驱动器的输入端相连，S2驱动器与+15V2和地2相连，S1隔离驱动器的输出端与+15V1和地2相连，S2驱动器的输出端与第二GaN FET的门极相连，S1隔离驱动器输出端与第一GaN FET的门极相连。
[0016]在采用上述技术方案的同时，本技术还可以采用或者组合采用如下技术方案：
[0017]作为本技术的优选技术方案：所述第一电阻为分流电阻。
[0018]作为本技术的优选技术方案：所述S1隔离驱动器为单只Si8233电容隔离驱动器。
[0019]作为本技术的优选技术方案：所述S2驱动器为单只Si8233电容隔离驱动器。
[0020]作为本技术的优选技术方案：所述地1和地2不同，分别代表第一GaN FET的漏极和图腾柱PFC的直流负极DCN。
[0021]作为本技术的优选技术方案：所述第一线性隔离放大器为HCPL788J线性隔离放大器。
[0022]本技术第二个目的在于，针对现有技术中存在的不足，提供一种图腾柱PFC单周期控制的模拟控制器。
[0023]为此，本技术的上述目的通过以下技术方案实现：
[0024]一种图腾柱PFC单周期控制的模拟控制器，所述图腾柱PFC单周期控制的模拟控制器应用前文所述的图腾柱PFC模拟控制电路。
[0025]本技术第三个目的在于，针对现有技术中存在的不足，提供一种AC
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DC变换器。
[0026]为此，本技术的上述目的通过以下技术方案实现：
[0027]一种AC
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DC变换器，所述AC
‑
DC变换器应用前文所述的图腾柱PFC单周期控制的模拟控制器。
[0028]本技术还有一个目的在于，针对现有技术中存在的不足，提供一种充电桩。
[0029]为此，本技术的上述目的通过以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种图腾柱PFC模拟控制电路，其特征在于：所述图腾柱PFC模拟控制电路包括功率电路和控制电路，所述功率电路用于完成AC
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DC功率变换并为控制电路提供输入电流信号和输出电压信号，所述控制电路用于进行图腾柱PFC电压外环和电流内环控制；所述功率电路包括八只电阻、两只GaN FET、两只功率二极管、一只电感和两只电容，所述功率电路中：第一电感的一端、第一电容的一端与交流火线L相连，第一电感的另一端与第一电阻、第八电阻的一端相连，第一电阻的另一端与地1和第一GaN FET的源极、第二GaN FET的漏极相连，第一电容的另一端与交流零线N相连并与第一二极管的阳极、第二二极管的阴极相连，第一GaN FET的漏极与第一二极管的阴极相连后与第二电容一端、第二电阻一端、第五电阻一端相连，形成输出正极DCP；第二GaN FET的源极与第二二极管的阳极相连后与第二电容的另一端、第四电阻一端、第七电阻一端相连，形成输出负极DCN；第二电阻的另一端与第三电阻一端相连，第三电阻的另一端与第四电阻的另一端相连，输出反馈电压VFB；所述第五电阻的另一端与第六电阻一端相连，第六电阻的另一端与第七电阻的另一端相连，输出过压信号OVP；所述控制电路包括八个功能单元以及线性隔离放大器、模拟控制器IR1155S的外围器件；所述控制电路中：第八电阻的一端与功率电路中第一电感的另一端、第一电阻一端相连，以电压形式引入电感电流信号；第八电阻的另一端与第三电容一端相连并与第一线性隔离放大器的VIN+端相连，第三电容的另一端接地1并与第一线性隔离放大器的VIN
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端相连，第一线性隔离放大器初级VDD1连接+5V1，第一线性隔离放大器次级VDD2连接+5V2，其地为地2，第一线性隔离放大器引脚ABSVAL输出与第一反相器相连，第一反相器相连
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5V2和+5V2，其地为地2，第一反相器的输出与跟随器相连，跟随器的输出与分压器相连，分压器的输出与第九电阻一端相连，第九电阻一端与第五电容一端相连后并与模拟控制器IR1155S的引脚3相连，第五电容另一端接地2，第四电容一端与...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈忠华，胡倩，黄帅，李于宝，周晋雅，陈嘉敏，王才倩，石国超，
申请(专利权)人：杭州市电力设计院有限公司，
类型：新型
国别省市：