【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种电子电路，特别地涉及一种图腾柱功率因数校正(powerfactor correction，简称pfc)电路及其驱动电路和驱动方法。
技术介绍
1、在电子电路转换器中，图腾柱pfc电路因高效、简洁的特点而被广泛应用。参见图1和图2，图1是根据现有技术的一种图腾柱pfc电路原理图及正半周期时的电流路径示意图，图2是根据现有技术的一种图腾柱pfc电路原理图及负半周期时的电流路径示意图。所述图腾柱pfc电路包括交流电源、pfc电感、工频桥臂、高频桥臂以及电容和电阻(负载)，其中，工频桥臂包括两个mos管，分别为上臂高速管srh和下臂低速管srl，高频桥臂包括两个mos管，分别为上臂高速管pwmh和下臂高速管pwml。
2、所述四个mos管分别与驱动电路相连接，根据驱动信号而导通或关断。例如，在交流输入半个周期期间，如图中所示，在正半周期期间，工频桥臂的上臂低速管srh关断，下臂低速管srl导通，当高频桥臂中的上臂高速管pwmh关断时下臂高速管pwml导通，通过如图1中虚线所示的路径给pfc电感充电。当高频桥臂中的上臂高速管pwmh导通时下臂高速管pwml关断，pfc电感通过如图1中点线所示的路径经电容放电。其中，下臂高速管pwml以占空比d(d＜1)给pfc电感充电，上臂高速管pwmh以占空比(1-d)给pfc电感放电。
3、负半周期期间，工频桥臂的上臂低速管srh导通，下臂低速管srl关断，当高频桥臂中的上臂高速管pwmh导通时下臂高速管pwml关断，按照图2中虚线所示的路径给pfc电感充电。
4、从前述的工作原理可见，图腾柱pfc电路的高频桥臂中的一个mos管既作为给pfc电感充电的开关管，同时也可以作为给pfc电感放电的同步整流管。当由于某种意外状况而使电网电压与当前的交流输入相比出现反向时，会出现电流反灌现象。以交流输入正半周为例，在上臂高速管pwmh和下臂低速管srl导通时，即图1中的点线路径，此时电流方向从左向右流过pfc电感，若此时电网电压突变为一个负值时，在上臂高速管pwmh和下臂低速管srl来不及关断时，电流路径变为电容正端→pwmh→电感右端→电感左端→交流输入源→srl→电容负端，形成电流反灌现象。由于电容两端电压较高，因而电流反向灌注现象为回路带来极高的电流尖峰，导致电感瞬间饱和，从而容易导致回路中的mos管因电流应力过高而损坏，对整个电路造成损害。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的技术问题，本专利技术提出了一种图腾柱pfc电路及其驱动电路和驱动方法，用于避免在意外状况时由于输入电压反向突变而产生的电流反灌现象。
2、为了解决上述技术问题，根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供了一种图腾柱pfc电路的高速管驱动电路，其中所述图腾柱pfc电路包括桥式开关电路、电感和电容，所述桥式开关电路包括工频桥臂和高频桥臂，所述工频桥臂包括串联的上臂低速管和下臂低速管，上臂低速管和下臂低速管的连接点为第一输入端，高频桥臂包括串联的上臂高速管和下臂高速管，上臂高速管和下臂高速管的连接点为第二输入端，上臂低速管和上臂高速管的连接点为第一输出端，下臂低速管和下臂高速管的连接点为第二输出端；电感和交流电源串联在第一输入端和第二输入端之间，所述电容并联在所述第一输出端和第二输出端之间，所述高速管驱动电路包括：
3、pwm信号模块，经配置其输出端分别输出一对互补的第一pwm信号和第二pwm信号；
4、驱动信号模块，其与所述pwm信号模块相连接，经配置以接收所述第一pwm信号和第二pwm信号，按照控制时序生成控制上臂高速管的第一高速驱动信号和控制下臂高速管的第二高速驱动信号。
5、其中，所述上臂高速管的两端和所述下臂高速管的两端分别并联有二极管，在电感放电周期，所述上臂高速管和所述下臂高速管作为整流管时，基于对应的第一高速驱动信号和第二高速驱动信号关断，并通过其各自的二极管提供放电回路。
6、可选地，所述驱动信号模块包括：
7、第一与门电路；其输入端分别接收低速管驱动电路的第一低速驱动信号和所述pwm信号模块的第一pwm信号，对所述第一低速驱动信号和所述第一pwm信号进行逻辑与计算后得到第一高速驱动信号，并经第一输出端输出给所述上臂高速管；和
8、第二与门电路，其输入端分别接收低速管驱动电路的第二低速驱动信号和所述pwm信号模块的第二pwm信号，对所述第二低速驱动信号和所述第二pwm信号进行逻辑与计算后得到第二高速驱动信号，并经第二输出端输出给所述下臂高速管。
9、可选地，所述驱动信号模块包括：
10、方波信号单元，其连接交流电源，经配置以检测交流电源信号的极性和频率，并基于交流电源信号的极性和频率生成第一方波信号及与所述第一方波信号互补的第二方波信号；
11、第三与门电路；其输入端分别接收所述方波信号单元的第一方波信号和所述pwm信号模块的第一pwm信号，对所述第一方波信号和所述第一pwm信号进行逻辑与计算后得到第一高速驱动信号，并经第三输出端输出给所述上臂高速管；和
12、第四与门电路，其输入端分别接收所述方波信号单元的第二方波信号和所述pwm信号模块的第二pwm信号，对所述第二方波信号和所述第二pwm信号进行逻辑与计算后得到第二高速驱动信号，并经第四输出端输出给所述下臂高速管。
13、根据本专利技术的另一方面，本专利技术还提供了一种图腾柱pfc电路的驱动电路，其中所述图腾柱pfc电路包括桥式开关电路、电感和电容，所述桥式开关电路包括工频桥臂和高频桥臂，所述工频桥臂包括串联的上臂低速管和下臂低速管，上臂低速管和下臂低速管的连接点为第一输入端，高频桥臂包括串联的上臂高速管和下臂高速管，上臂高速管和下臂高速管的连接点为第二输入端，上臂低速管和上臂高速管的连接点为第一输出端，下臂低速管和下臂高速管的连接点为第二输出端；电感和交流电源串联在第一输入端和第二输入端之间，所述电容并联在所述第一输出端和第二输出端之间，所述图腾柱pfc电路的驱动电路包括：
14、低速管驱动电路，经配置以分别向上臂低速管和下臂低速管输出第一低速驱动信号和第二低速驱动信号；和
15、前述的高速管驱动电路，经配置以分别向上臂高速管和下臂高速管输出第一高速驱动信号和第二高速驱动信号；
16、其中，所述上臂高速管的两端和所述下臂高速管的两端分别并联有二极管，所述上臂高速管和所述下臂高速管在电感放电周期作为整流管时，基于对应的第一高速驱动信号和第二高速驱动信号关断，并通过其各自的二极管提供放电回路。
17、根据本专利技术的另一方面，本专利技术还提供了一种图腾柱pfc电路，包括：
18、桥式开关电路，其包括工频桥臂和高频桥臂，所述工频桥臂包括串联的上臂低速管和下臂低速管，上臂低速管和下臂低速管的连接点为第一输入端，高频桥臂包括本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种图腾柱PFC电路的高速管驱动电路，其中所述图腾柱PFC电路包括桥式开关电路、电感和电容，所述桥式开关电路包括工频桥臂和高频桥臂，所述工频桥臂包括串联的上臂低速管和下臂低速管，上臂低速管和下臂低速管的连接点为第一输入端，高频桥臂包括串联的上臂高速管和下臂高速管，上臂高速管和下臂高速管的连接点为第二输入端，上臂低速管和上臂高速管的连接点为第一输出端，下臂低速管和下臂高速管的连接点为第二输出端；电感和交流电源串联在第一输入端和第二输入端之间，所述电容并联在所述第一输出端和第二输出端之间，所述高速管驱动电路包括：
2.根据权利要求1所述的图腾柱PFC电路的高速管驱动电路，其中，所述驱动信号模块包括：
3.根据权利要求1所述的图腾柱PFC电路的高速管驱动电路，其中所述驱动信号模块包括：
4.一种图腾柱PFC电路的驱动电路，其特征在于，其中所述图腾柱PFC电路包括桥式开关电路、电感和电容，所述桥式开关电路包括工频桥臂和高频桥臂，所述工频桥臂包括串联的上臂低速管和下臂低速管，上臂低速管和下臂低速管的连接点为第一输入端，高频桥臂包括串联的上臂高速管和下
5.一种图腾柱PFC电路，包括：
6.根据权利要求5所述的图腾柱PFC电路，其特征在于，所述上臂高速管和下臂高速管分别为耗尽型氮化镓晶体管，所述上臂高速管的两端和所述下臂高速管的两端并联的二极管为并联在所述耗尽型氮化镓晶体管漏极和源极之间的二极管，其中，二极管的阳极电连接所述耗尽型氮化镓晶体管源极，二极管的阴极电连接所述耗尽型氮化镓晶体管漏极。
7.根据权利要求5所述的图腾柱PFC电路，其特征在于，所述上臂高速管和下臂高速管分别为MOSFET晶体管，所述上臂高速管的两端和所述下臂高速管的两端并联的二极管为MOSFET管的体二极管。
8.根据权利要求5所述的图腾柱PFC电路，其特征在于，所述上臂高速管和下臂高速管分别为CASECODE结构的氮化镓器件，其包括耗尽型氮化镓晶体管和MOSFET晶体管，耗尽型氮化镓晶体管的源极电连接MOSFET晶体管的漏极，耗尽型氮化镓晶体管的栅极电连接所述MOSFET晶体管的源极，所述MOSFET晶体管的栅极作为控制极；所述上臂高速管的两端和所述下臂高速管的两端并联的二极管为所述MOSFET晶体管的体二极管。
9.一种权利要求5-8任一所述的图腾柱PFC电路的驱动方法，经配置以包括：
10.根据权利要求9所述的图腾柱PFC电路的驱动方法，其中进一步包括生成第一高速驱动信号和第二高速驱动信号的步骤：
11.根据权利要求10所述的图腾柱PFC电路的驱动方法，其中，在获取与所述交流电源信号同频的第一方波信号的步骤中，获取低速管驱动电路输出的第一低速驱动信号，将所述第一低速驱动信号作为所述第一方波信号，获取低速管驱动电路输出的第二低速驱动信号，将所述第二低速驱动信号作为所述第一方波信号。
12.根据权利要求10所述的图腾柱PFC电路的驱动方法，其中，获取与所述交流电源信号同频的第一方波信号的步骤进一步包括：
...【技术特征摘要】
1.一种图腾柱pfc电路的高速管驱动电路，其中所述图腾柱pfc电路包括桥式开关电路、电感和电容，所述桥式开关电路包括工频桥臂和高频桥臂，所述工频桥臂包括串联的上臂低速管和下臂低速管，上臂低速管和下臂低速管的连接点为第一输入端，高频桥臂包括串联的上臂高速管和下臂高速管，上臂高速管和下臂高速管的连接点为第二输入端，上臂低速管和上臂高速管的连接点为第一输出端，下臂低速管和下臂高速管的连接点为第二输出端；电感和交流电源串联在第一输入端和第二输入端之间，所述电容并联在所述第一输出端和第二输出端之间，所述高速管驱动电路包括：
2.根据权利要求1所述的图腾柱pfc电路的高速管驱动电路，其中，所述驱动信号模块包括：
3.根据权利要求1所述的图腾柱pfc电路的高速管驱动电路，其中所述驱动信号模块包括：
4.一种图腾柱pfc电路的驱动电路，其特征在于，其中所述图腾柱pfc电路包括桥式开关电路、电感和电容，所述桥式开关电路包括工频桥臂和高频桥臂，所述工频桥臂包括串联的上臂低速管和下臂低速管，上臂低速管和下臂低速管的连接点为第一输入端，高频桥臂包括串联的上臂高速管和下臂高速管，上臂高速管和下臂高速管的连接点为第二输入端，上臂低速管和上臂高速管的连接点为第一输出端，下臂低速管和下臂高速管的连接点为第二输出端；电感和交流电源串联在第一输入端和第二输入端之间，所述电容并联在所述第一输出端和第二输出端之间，所述图腾柱pfc电路的驱动电路包括：
5.一种图腾柱pfc电路，包括：
6.根据权利要求5所述的图腾柱pfc电路，其特征在于，所述上臂高速管和下臂高速管分别为耗尽型氮化镓晶体管，所述上臂高速管的两端和所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：李俊锴，刘志宏，黎子兰，
申请(专利权)人：广东致能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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