无桥功率因数校正电路及其控制方法技术

本发明专利技术提供了一种无桥功率因数校正电路及其控制方法，电路包括：第一电感器、第二电感器、第一二极管、第二二极管、负载与电容的并联支路，、第一可控开关器件、第二可控开关器件、第三可控开关器件、第四可控开关器件以及控制单元，所述控制单元控制所述第三可控开关器件和所述第四可控开关器件的关断与导通，以实现其与市电工频正负半周的切换同步。本发明专利技术提供的技术方案可进一步提高无桥无桥功率因数校正电路的效率、改善了无桥无桥功率因数校正电路的电磁干扰共模噪声，更容易实现产品化应用，实用价值更高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电子自动化领域，特别涉及一种无桥功率因数校正(PFC， Power Factor Correction )电3各及其控制方法。
技术介绍
随着能源短缺和环境恶化，对电源产品的效率要求越来越高。电源产品 中的无桥PFC电路由于省掉了整流桥，在每个开关周期内只有两个开关管 参与工作，通态损耗低，在提高效率方面具有突出的优势，如图l所示为传 统无桥PFC电路。然而，图1所示的传统无桥PFC电路的电磁干扰(EMI, Electromagnetic Interference )共模噪声严重，于是，各种改进的无桥PFC电 路及其控制方法也应运而生，用来在改善无桥PFC电路的EMI共模噪声的 同时，进一步提高无桥PFC电路的效率。为了提高无桥PFC电路的效率和改善无桥PFC电路的EMI共模噪声， 现有技术提供了如下三种方案第一种，如图2所示的无桥PFC电路，图2中根据市电侦测线路的信 号检测市电是工频正半周或工频负半周，在工频正半周，金属氧化物半导体 (MOS， Metal Oxid Semiconductor)管SI处于脉宽调制(PWM, Pulse Width Modulation)状态，MOS管S2处于导通状态，利用MOS管S2沟道代替S2 体二极管导电；在工频负半周，MOS管S2处于PWM状态，MOS管Sl处 于导通状态，利用MOS管SI沟道代替S1体二极管导电，其中PWM状态 是指在半个工频周期内，开关器件多次导通和关断。由于MOS管沟道的直 流导通电阻RDS(on)较小，因此，功率电流回路通态损耗降低，提高了无桥 PFC电路的效率。在第一种方案中，虽然可以提高无桥PFC电路的效率，但无桥PFC电 路EMI共模噪声严重，很难实现产品化。第二种，如图3所示的无桥PFC电路，通过串接两个二极管D3和D4 将母线低压侧与市电输入L、N线之间短接，起到降低EMI共模噪声的作用。 由于无桥PFC电^^的工频正负半周工作过程对称，以工频正半周为例进行 分析，开关S1和S2同步驱动。当开关S1导通时，电感L1、开关S1、 二 极管D4与Z21并耳关构成功率电流回if各，其中，Z21为开关S2沟道与电感 L2的串联支路；当开关S1关断时，电感L1、二极管D1、电容C和负载R、 二极管D4与Z22并耳关构成功率电流回路，其中，Z22为S2体二极管与电 感L2的串联支路。由于二极管D4采用普通整流二极管，通态压降较大， 而二极管D4与Z21或Z22并联的通态压降等于二才及管D4的通态压降，所 以此功率电流回3各的通态损耗较大。在第二种方案中，虽然可以降低EMI共模噪声，但对无桥PFC电路的 效率的提高不明显。第三种，如图4所示的无桥PFC电路，通过在市电输入L、 N线和母线 低压侧的公共端之间分别接入一个滤波电容来旁路EMI共才莫噪声。由于图4 所示的无桥PFC电路在工频正负半周工作过程对称，以工频正半周为例进 行分析，电感电流高频分量全部流过电容C2，由于幅值较小，在电容C2 中引起的损耗较小；电感电流工频分量全部流过开关S2和电感L2串联支 路，此电流分量不仅在开关S2中产生通态损耗，同时在电感L2中产生铜损 因此，此种无桥PFC电路的通态损耗很大，对无桥PFC电路的效率提高不 明显。在第三种方案，虽然可以降低无桥PFC电路的EMI共模噪声，但对无 桥PFC电路的效率提高不明显。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种无桥PFC电路及其控制方法， 以解决现有的无桥PFC电路的效率低、EMI共模噪声严重的问题。为了解决上述问题，本专利技术提供了一种无桥PFC电路及其控制方法， 具体的技术方案如下一种无桥功率因数校正电路，包括第一电感器，其第一端连接火线输入端；第二电感器，其第一端连接零线输入端；第一二极管，其阳极连接所述第一电感器的第二端； 第二二极管，其阳极连接所述第二电感器的第二端； 负载与电容的并联支路，其高压侧一端连接所述第一二极管和所述第二 二极管的阴极；第一可控开关器件，其第一端连接所述第一二极管的阳极，其第二端连 接所述负载与电容的并联支路的低压侧一端；第二可控开关器件，其第一端连接所述第二二极管的阳极，其第二端连 接所述负载与电容的并联支路的低压侧一端；第三可控开关器件，其第一端连接所述第一电感器的第一端，其第二端 连接所述负载与电容的并联支路的低压侧一端；第四可控开关器件，其第一端连接所述第二电感器的第一端，其第二端 连接所述负载与电容的并联支路的低压侧一端；以及控制单元，其第一输入端连接所述火线输入端，其第二输入端连接所述 零线输入端，其第一输出端连接所述第一可控开关器件的第三端，第二输出 端连接所述第二可控开关器件的第三端，其第三输出端连接所述第三可控开 关器件的第三端，其第四输出端连接所述第四可控开关器件的第三端；所述控制单元控制所述第三可控开关器件和所述第四可控开关器件的 关断与导通，以实现其与市电工频正负半周的切换同步。一种无桥功率因数校正电路，包括第一电感器，其第一端连接火线输入端；第二电感器，其第一端连接零线输入端；第一二极管，其阳极连接所述第一电感器的第二端；第二二极管，其阳极连接所述第二电感器的第二端；负载与电容的并联支路，其高压侧一端连接所述第一二极管和所述第二 二极管的阴极；第一可控开关器件，其第一端连接所述第一二极管的阳极，其第二端连 接所述负载与电容的并联支路的低压侧一端；第二可控开关器件，其第一端连接所述第二二极管的阳极，其第二端连 接所述负载与电容的并联支路的低压侧一端；第三可控开关器件，其第一端连接所述第一电感器的第一端，其第二端连接所述负载与电容的并联支路的低压侧一端；第四可控开关器件，其第一端连接所述第二电感器的第一端，其第二端 连接所述负载与电容的并联支路的低压侧一端；以及控制单元，其第一输入端连接所述火线输入端，其第二输入端连接所述 零线输入端，其第一输出端连接所述第一可控开关器件和所述第二可控开关 器件的第三端，其第二输出端连接所述第三可控开关器件的第三端，其第三 输出端连接所述第四可控开关器件的第三端；所述控制单元控制所述第三可控开关器件和所述第四可控开关器件的 关断与导通，以实现其与市电工频正负半周的切换同步。基于上述无桥功率因数校正电路的控制方法，所述方法包括所述控制单元控制所述第三可控开关器件和所述第四可控开关器件的 关断与导通，以实现与市电工频正负半周的切换同步。本专利技术提供的技术方案，采用低导通电阻的可控开关器件代替现有技术 方案二中无桥PFC电路中具有高导通压降的二极管，降低了无桥PFC电路 的通态损耗，进一步提高了无桥PFC电路的效率。同时，由于在母线低压 侧和市电输入L、 N线之间引入可控开关器件，旁路了 EMI共模噪声，使母 线低压侧相对于N线的电位不随开关频率而浮动，从而改善了无桥PFC电 路的EMI共模噪声，更容易实现产品化应用，实用价值更高。附图说明图1是传统的无桥PFC电路的结构图。图2是现有技术提供的无桥PFC电路的结构图。图3是现有技术提供的无桥PFC电路的结构图。图4是现有技术提供的无桥PFC电路的结构图。图5是本专利技术的一个实施例提供的无桥PFC电路的原理示意图。图6是本专利技术的一个实施例提供的无桥PFC电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无桥功率因数校正电路，其特征在于，包括：　第一电感器，其第一端连接火线输入端；　第二电感器，其第一端连接零线输入端；　第一二极管，其阳极连接所述第一电感器的第二端；　第二二极管，其阳极连接所述第二电感器的第二端； 　负载与电容的并联支路，其高压侧一端连接所述第一二极管和所述第二二极管的阴极；　第一可控开关器件，其第一端连接所述第一二极管的阳极，其第二端连接所述负载与电容的并联支路的低压侧一端；　第二可控开关器件，其第一端连接所述第二 二极管的阳极，其第二端连接所述负载与电容的并联支路的低压侧一端；　第三可控开关器件，其第一端连接所述第一电感器的第一端，其第二端连接所述负载与电容的并联支路的低压侧一端；　第四可控开关器件，其第一端连接所述第二电感器的第一端，其 第二端连接所述负载与电容的并联支路的低压侧一端；以及　控制单元，其第一输入端连接所述火线输入端，其第二输入端连接所述零线输入端，其第一输出端连接所述第一可控开关器件的第三端，第二输出端连接所述第二可控开关器件的第三端，其第三输出端连接 所述第三可控开关器件的第三端，其第四输出端连接所述第四可控开关器件的第三端；　所述控制单元控制所述第三可控开关器件和所述第四可控开关器件的关断与导通，以实现其与市电工频正负半周的切换同步。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：金亮亮，戴彬传，
申请(专利权)人：中兴通讯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]