【技术实现步骤摘要】
一种用于无线充电系统的无桥图腾柱型PFC电源电路及其控制方法
[0001]本专利技术涉及一种用于无线充电系统的无桥图腾柱型PFC电源电路及其控制方法。
技术介绍
[0002]由于经济原因和对环境的关注,电力转换系统效率变得越来越重要。80Plus中定义的效率级别需要达到96%才能获得钛金等级认证。要实现如此之高的效率,使用传统拓扑的电源公司将面临巨大的设计挑战。
[0003]一个离线电源由功率因数校正(PFC)和一个DC/DC转换器组成。PFC强制输入电流随输入电压的变化而变化,这样的话,任何的电器负载将表现为一个电阻器。为了提高效率,人们已经研究了不同的PFC拓扑,其中包括传统PFC、半无桥式PFC、双向无桥PFC和图腾柱无桥PFC。在所有这些不同的PFC拓扑中,由于其使用的组件数量最少、具有最低传导损耗,并且提供的效率最高,图腾柱PFC引起了人们越来越多的关注。
[0004]LCC型无线充电系统需要一个稳定而且可控的输入直流电源作为能源,由于无线充电系统的参数敏感性,所以对于PFC开关电源的EMC和电力传导损耗等要求会比较高。因此,需要一种更高效而且电磁干扰更小的PFC作为AC
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DC变换器来作为前端。而图腾柱PFC是一个非常合适的拓扑选择。
[0005]虽然图腾柱PFC的概念已经存在了很多年,技术方面的应用挑战妨碍了它的广泛使用。
[0006]首先,由于MOSFET体二极管的慢反向恢复,图腾柱PFC无法在连续传导模式(CCM)中运行。其次,图腾柱PFC拓扑中有一
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于无线充电系统的无桥图腾柱型PFC电源电路,包括交流电源V
ac
,其特征在于:还包括电感Lm1、电感Lm2、第一高速功率桥臂、第二高速功率桥臂、慢速整流桥臂、输出滤波电容C、负载电阻R以及电压输出V,所述电感Lm1以及所述电感Lm2各自的正极分别与所述交流电源V
ac
的正极电连接,所述电感Lm1与所述电感Lm2并联,所述第一高速功率桥臂、所述第二高速功率桥臂并联、所述慢速整流桥臂、所述输出滤波电容C、所述负载电阻R以及所述电压输出V依次并联,所述电感Lm1的负极与所述第一高速功率桥臂电连接,所述电感Lm2的负极与所述第二高速功率桥臂电连接,所述交流电源V
ac
的负极与慢速整流桥臂电连接。2.根据权利要求1所述的一种用于无线充电系统的无桥图腾柱型PFC电源电路,其特征在于:所述第一高速功率桥臂包括第一MOSFET管以及第二MOSFET管,所述第一MOSFET管的源极S与所述第二MOSFET管的漏极D电连接,所述电感Lm1的负极分别与所述第一MOSFET管的源极S以及所述第二MOSFET管的漏极D电连接。3.根据权利要求2所述的一种用于无线充电系统的无桥图腾柱型PFC电源电路,其特征在于:所述第二高速功率桥臂包括第三MOSFET管以及第四MOSFET管,所述第三MOSFET管的源极S与所述第四MOSFET管的漏极D电连接,所述电感Lm2的负极分别与所述第三MOSFET管的源极S以及所述第四MOSFET管的漏极D电连接。4.根据权利要求3所述的一种用于无线充电系统的无桥图腾柱型PFC电源电路,其特征在于:所述慢速整流桥臂包括第五MOSFET管以及第六MOSFET管,所述第五MOSFET管的源极S与所述第六MOSFET管的漏极D电连接,所述交流电源V
ac
的负极分别与所述第五MOSFET管的源极S以及所述第六MOSFET管的漏极D电连接。5.根据权利要求4所述的一种用于无线充电系统的无桥图腾柱型PFC电源电路,其特征在于:所述第一MOSFET管的漏极D、所述第三MOSFET管的漏极D、所述第五MOSFET管的漏极D、所述输出滤波电容C的正极、所述负载电阻R的正极以及电压输出V的正极相互电连接,所述第二MOSFET管的源极S、所述第四MOSFET管的源极S、所述第六MOSFET管的源极S、所述输出滤波电容C的负极、所述负载电阻R的负极以及电压输出V的负极相互电连接。6.一种通过权利要求5所述的一种用于无线充电系统的无桥图腾柱型PFC电源电路来实现的用于无线充电系统的无桥图腾柱型PFC电源的控制方法,其特征在于:包括以下步骤:A.开机启动所述无桥图腾柱型PFC电源;B.设定电压提升斜率,输出电压从零开始提升;C.判断输出电压的稳压情况,如果过压或欠压,返回步骤B修改电压提升斜率,并重新进行电压的稳压判断,直至输出电压判断为稳压;D.输出电压判断为稳压后,判断输出电压值是否达到标准值,如没有达到标准值则继续进行电压提升,直至输出电压达到标准值,输出电压值达到标准值则后结束开机阶段进入工作阶段;E.判断工作区间,对应三种阶段,分别使用不同的控制算法:正常工作状态下使用正常工作算法;AC交流电压从正半周变换到负半周期间,使用正
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负算法;AC交流电压从负半周变换到正半周期间使用负
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正算法;F.完成算法计算并输出相应的控制量;G.根据控制量完成相应的驱动动作;
H.判断步骤G的得出的驱动动作是否为关机动作,如果是则执行关机动作,如果不是则返回到步骤E继续进行工作区间的判断。7.根据权利要求6所述的一种用于无线充电系统的无桥图腾柱型PFC电源的控制方法,其特征在于:步骤E中的正常工作状态下使用的正常工作算法的方式包括以下步骤:E11.分别对所述一种用于无线充电系统的无桥图腾柱型PFC电源电路的中的电感电流I
Lm
、交流电压V
AC
和输出电压V
out
的采样数值后再进行处理和变换之后输入到控制环路中;E12.将所述输出电压V
out
和目标值进行比较并得到输出电压误差V
out_err
,并输出到电压环PI中...
【专利技术属性】
技术研发人员:陈健斌,杨程喻,邹建俊,吴有营,陈凯,
申请(专利权)人:广东泰坦智能动力有限公司,
类型:发明
国别省市:
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