一种电感电流检测电路及图腾柱无桥PFC电路制造技术

本发明专利技术公开了一种电感电流检测电路及图腾柱无桥PFC电路，其中电感电流检测电路包括一个变压器、一个整流桥以及一个电阻Rs。变压器包括原边带中心抽头的双绕组和副边绕组；原边绕组的中心抽头与PFC电路的电感L1连接，另外两个抽头分别串联在第一开关管和第二开关管上；副边绕组与整流桥输入AC端连接，整流桥输出端与电阻Rs并联，通过捕获电阻Rs两端电压便可准确还原PFC电感电流波形。利用本发明专利技术的电路可实现对无桥PFC电路的电感电流峰值检测和过零检测(Zero Crossing Detector，ZCD)信号检测，有效简化了电路设计和时序控制，降低了开发成本。了开发成本。了开发成本。

【技术实现步骤摘要】
一种电感电流检测电路及图腾柱无桥PFC电路


[0001]本专利技术涉及开关电源
，具体涉及一种电感电流检测电路及图腾柱无桥PFC电路。

技术介绍

[0002]随着电力电子行业的发展，节能、高效及高功率密度成为开关电源发展的必然趋势。传统有桥PFC电路中，由于输入级使用了整流桥，效率难以得到进一步的提升，使其在高效率的应用场合受到了限制。图腾柱无桥PFC电路使用导通电阻较小的开关管替代传统有桥PFC电路中导通压降较高的整流桥，因而更适合应用在高效率、高功率密度的场景中。
[0003]图腾柱无桥PFC包括交流输入端、储能电感、第一开关管、第二开关管、低频桥臂上管和低频桥臂下管，储能电感的第一端与所述第一开关管的第一端、所述第二开关管的第二端连接，储能电感的第二端与交流输入端的一端连接；所述交流输入端的另一端与所述低频桥臂上管的第一端、所述低频桥臂下管的第二端连接；所述第一开关管的第二端与所述低频桥臂上管的第二端连接，所述第二开关管的第一端与所述低频桥臂下管的第一端连接。图腾柱无桥PFC根据不同的应用需求，可设计在连续模式(Continuous Current Mode，CCM)和临界模式(Triangular Current Mode，TCM)两种工作模式下。在CCM模式下，由于功率开关管的硬开关特性，以及二极管反向恢复问题，导致其不能满足业界日益增长的高效率的需求。在TCM模式下，图腾柱无桥PFC可实现主功率开关管全输入电压、全负载范围内的零电压开通(Zero Voltage Switching，ZVS)特性或谷底开通(Valley Switching，VS)特性，可以同时满足高功率密度、高效率的要求。
[0004]要实现TCM控制策略，需要对图腾柱无桥PFC的储能电感电流的峰值和过零点进行实时检测。目前现有检测方案可总结为以下三类：1)在储能电感增加辅助绕组，通过检测辅助绕组电压过零的方案间接地进行电流过零检测；2)在储能电感串联一个饱和变压器对过零信号进行采样；3)在第一开关管和第二开关管的线路中各串联一个变压器，进行电流采样，获取过零信号。
[0005]上述方案均只能对电感电流过零信号进行检测，无法同时实现储能电感电流峰值和储能电感电流过零信号检测的功能。

技术实现思路

[0006]针对上述现有技术的不足，本专利技术提供了一种电感电流检测电路及图腾柱无桥PFC电路，可同时实现电感电流峰值检测和ZCD信号的检测，解决了现有方案检测成本高、电路复杂和时序控制困难等技术问题。
[0007]本专利技术采用的技术方案为：
[0008]第一方面，提供一种电感电流检测电路，应用于图腾柱无桥PFC电路，所述图腾柱无桥PFC电路包括交流输入端、电感L1、第一开关管、第二开关管、低频桥臂上管和低频桥臂下管；所述检测电路包括变压器、整流桥和电阻Rs；
[0009]所述变压器原边绕组的第一端用于与所述第一开关管的第一端连接，第二端用于与所述第二开关管的第二端连接，第三端用于与所述电感L1的第一端连接，所述变压器的原边绕组用于感应电感L1的电感电流并传递至副边绕组；
[0010]所述变压器副边绕组与所述整流桥的输入AC端连接；
[0011]所述整流桥的输出端与电阻Rs并联，所述整流桥用于对所述电感电流进行整流；
[0012]电阻Rs用于实时对所述电感电流进行采样，以对电感L1的峰值电流和过零信号进行检测。
[0013]进一步地，所述变压器的原边绕组包括第一绕组和第二绕组，第二绕组的同名端作为原边绕组的第一端，第二绕组的异名端和第一绕组的同名端连接后作为原边绕组的第三端，第一绕组的异名端作为原边绕组的第二端。
[0014]第二方面，提供一种图腾柱无桥PFC电路，其特征在于，包括交流输入端、电感L1、第一开关管、第二开关管、低频桥臂上管、低频桥臂下管和如上所述的电感电流检测电路；电感L1的第一端与所述变压器原边绕组的第三端连接，电感L1的第二端与交流输入端的一端连接；所述交流输入端的另一端与所述低频桥臂上管的第一端、所述低频桥臂下管的第二端连接；所述第一开关管的第二端与所述低频桥臂上管的第二端连接，所述第二开关管的第一端与所述低频桥臂下管的第一端连接。
[0015]进一步地，所述低频桥臂上管和所述低频桥臂下管均为二极管，且所述低频桥臂上管和所述低频桥臂下管的第一端均为阳极，第二端均为阴极。
[0016]进一步地，所述低频桥臂上管和所述低频桥臂下管均为开关管。
[0017]进一步地，第一开关管、第二开关管、低频桥臂上管和低频桥臂下管的第一端均为源极，第二端均为漏极。
[0018]相比现有技术，本专利技术具有如下有益效果：
[0019]1)本专利技术的电感电流检测电路只需使用一个变压器即可实现电感峰值电流信号检测和ZCD信号检测，有效解决了目前方案只能单独检测电感峰值
[0020]电流或ZCD信号的缺陷，可大幅度的简化电路设计和时序控制；
[0021]2)本专利技术相比于现有技术少了一套检测电路，可有效节省开发成本。
附图说明
[0022]图1为本专利技术图腾柱无桥PFC电路的一电路原理图；
[0023]图2为本专利技术图腾柱无桥PFC电路的另一电路原理图；
[0024]图3为本专利技术输入电压处于正半周期时电感电流检测电路一个开关周期内工作波形图；
[0025]图4(a)
‑
图4(f)为本专利技术输入电压处于正半周期时电感电流检测电路一个开关周期内等效电路图。
具体实施方式
[0026]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明。
[0027]在本实施例中，提供一种电感电流检测电路，应用于图腾柱无桥PFC电路，图腾柱无桥PFC电路包括交流输入端u
in
、电感L1、第一开关管、第二开关管、低频桥臂上管和低频桥
臂下管；检测电路包括变压器CT、整流桥和电阻Rs；
[0028]变压器CT的原边绕组的第一端用于与第一开关管的第一端连接，第二端用于与第二开关管的第二端连接，第三端用于与电感L1的第一端连接，变压器CT的原边绕组用于感应电感L1的电感电流并传递至副边绕组；
[0029]变压器CT副边绕组与整流桥DBs的输入AC端连接；
[0030]整流桥DBs的输出端与电阻Rs并联，整流桥DBs用于对电感L1的电流进行整流；
[0031]电阻Rs用于实时对电感L1的电流进行采样，以对电感L1的峰值电流和过零信号(ZCD)进行检测。
[0032]作为变压器CT的原边绕组的一个具体实施方式，变压器CT的原边绕组包括第一绕组N1和第二绕组N2，第二绕组N2的同名端作为原边绕组的第一端，第二绕组N2的异名端和第一绕组N1的同名端连接后作为原边绕组的第三端，第一绕组N1的异名端作为原边绕组的第二端。
[0033]具体的，第一开关管为MOS管Q1，第二开关管为MOS管Q2，第一开关管和第二开关管的第一端均为源极，第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电感电流检测电路，应用于图腾柱无桥PFC电路，所述图腾柱无桥PFC电路包括交流输入端、电感L1、第一开关管、第二开关管、低频桥臂上管和低频桥臂下管；其特征在于，所述检测电路包括变压器、整流桥和电阻Rs；所述变压器原边绕组的第一端用于与所述第一开关管的第一端连接，第二端用于与所述第二开关管的第二端连接，第三端用于与所述电感L1的第一端连接，所述变压器的原边绕组用于感应电感L1的电感电流并传递至副边绕组；所述变压器副边绕组与所述整流桥的输入AC端连接；所述整流桥的输出端与电阻Rs并联，所述整流桥用于对所述电感电流进行整流；电阻Rs用于实时对所述电感电流进行采样，以对电感L1的峰值电流和过零信号进行检测。2.根据权利要求1所述检测电路，其特征在于，所述变压器的原边绕组包括第一绕组和第二绕组，第二绕组的同名端作为原边绕组的第一端，第二绕组的异名端和第一绕组的同名端连接后作为原边绕组的第三端，第一绕组的异名端作为原边绕组的第二端。3.一种图腾柱无桥PFC电路，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：张帆，陈耀，程志勇，吴炜思，胡爽，林友记，
申请(专利权)人：广州金升阳科技有限公司，
类型：发明
国别省市：