本发明专利技术实施例提供了一种无桥功率因数校正PFC电路，包括交流电源模块、功率模块和控制模块，其中交流电源模块与功率模块连接以便为功率模块提供电能，功率模块包括一路或多路交错PFC电路，其中每路交错PFC电路包括一个电感、一对第一开关元件和至少一个电容，其中电感的第一端与交流电源模块连接，电感的第二端分别通过一对第一开关元件连接到每个电容的两端，控制模块采样功率模块中的每个第一开关元件的电流，并关断其中流经负电流的第一开关元件。本发明专利技术实施例采用三角形电流模式TCM控制方法，从而让所有第一开关元件工作在软开关状态，最大程度的减小了损耗，提高了整机的效率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术实施例涉及电子电路领域，并且更具体地，涉及采用三角形电流模式 (Triangular Current Mode, TCM)(Power Factor Correction, PFC) 电路及其控制方法。
技术介绍
传统的有桥PFC电路中导通器件多，通态损耗大，不适于中大功率场合的应用。而无桥PFC电路可以减少通态损耗并且提高效率，随着市场对高效率、高功率密度需求的增加，无桥PFC电路取代传统的有桥PFC电路已经成为了ー种趋势。图1示出了无桥PFC电路的拓扑，其为两路交错的无桥PFC电路。现有的无桥PFC电路通常采用临界模式(Critical Mode, CRM)控制方法。即当电感电流接近零时关断开关元件(例如金属氧化物半导体场效应管 (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, MOSFET)),电流继续流经开关元件的体ニ极管，依靠开关元件的体ニ极管的反向恢复电流实现零电压开关(Zero Voltage Switch, ZVS)。在图1所示的两路交错的无桥PFC电路中，2个桥臂错相180度工作。同理，如果无桥PFC电路中有3个桥臂，则3个桥臂错相120度工作。这里简单介绍单个桥臂(即电感Ll连接的桥臂)的工作原理在交流输入的正半周，MOSFET Q2充当主管，在MOSFET Q2 的导通时间Ton内，电流回路经过电感Li、MOSFET Q2以及ニ极管D2，此时电感Ll进行储能；在MOSFET Q2的关断时间Toff内，电流回路经过电感Li、MOSFET Q1、电容C以及ニ极管D2，此时电感Ll输出能量。同理，在交流输入的负半周，MOSFET Ql充当主管，在MOSFET Ql的导通时间Ton内，电流回路经过ニ极管Dl、MOSFET Ql及电感Li，此时电感Ll进行储能；在MOSFET Ql的关断时间Toff内，电流回路经过ニ极管D1、电容C、MOSFET Q2及电感 Li，此时电感Ll输出能量。下面仍以电感Ll连接的桥臂为例，说明CRM控制方式的原理。为了简单起见，这里只介绍交流输入的正半周的工作原理。在交流输入的正半周，MOSFET Q2充当主管，在MOSFET Q2的导通时间Ton内，电流回路经过电感Li、MOSFET Q2及ニ极管D2，而在MOSFET Q2的关断时间Toff内，电流回路经过电感L1、M0SFET Q1、电容C及ニ极管D2。此时，MOSFET Ql充当同步整流管，在这段时间内MOSFET Ql会有驱动，从而MOSFET Ql被导通，流经电感Ll的电流会线性下降。当检测到电感Ll的电流下降到接近O安培(A)的时候，关断MOSFET Q1，使得电流继续流过 MOSFET Ql的体ニ极管，由于MOSFET Ql的体ニ极管的反向恢复特性，会存在一定的反向恢复电流，利用这个反向恢复电流去拉通MOSFET Q2的体ニ极管，从而实现MOSFET Q2的零电压导通。图2分別示出了电感Ll的电流波形(三角形波)以及MOSFET Ql的驱动电压波形(方波)。交流输入负半周的原理和交流输入正半周的原理类似。但是，流过开关元件(例如M0SFET)的体ニ极管的反向恢复电流是不可控的，并且该反向恢复电流会随着输入电压和负载而变化，同时又会影响开关元件的软开关状态。另外，在高压输入的情况下，电感不能得到负电流，因此也无法实现开关元件(即MOS管)的零电压导通。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种无桥PFC电路，它能够解决现有的无桥PFC电路引入不可控的反向恢复电流进而影响开关元件的软开关状态的问题。一方面，提供了一种无桥PFC电路，其特征在干，包括交流电源模块、功率模块和控制模块，其中该交流电源模块与该功率模块连接以便为该功率模块提供电能，该功率模块包括一路或多路交错PFC电路，其中每路交错PFC电路包括一个电感、ー对第一开关元件和至少ー个电容，该电感的第一端与该交流电源模块连接，该电感的第二端分別通过该ー 对第一开关元件连接到每个该电容的两端，该控制模块采样该功率模块中的每个该第一开关元件的电流，并关断其中流经负电流的第一开关元件。另ー方面，提供了一种无桥PFC电路的控制方法，其中该无桥PFC电路包括交流电源模块、功率模块和控制模块，该交流电源模块与该功率模块连接以便为该功率模块提供电能，该功率模块包括一路或多路交错PFC电路，其中每路交错PFC电路包括一个电感、一对第一开关元件和至少ー个电容，该电感的第一端与该交流电源模块连接，该电感的第二端分别通过该ー对第一开关元件连接到每个该电容的两端，该控制模块用于该功率模块中第一开关元件的关断，该方法包括该控制模块检测流经该功率模块中的每个该第一开关元件的电流；当检测到该电流达到预设电流吋，该控制模块关断其中流经该预设电流的第一开关元件。本专利技术实施例的无桥PFC电路由于采用不同于CRM的TCM控制方法，从而在无桥 PFC电路中消除了不可控的反向恢复电流，从而减小开关元件的体ニ极管的反向恢复电流引起的损耗，利用这个负电流去拉通开关元件的体ニ极管，从而实现开关元件的零电压导^jr ο附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的ー些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是现有的两路交错的无桥PFC电路的结构图。图2是现有的无桥PFC电路中电感Ll的电流波形以及MOSFET Ql的驱动波形。图3是根据本专利技术实施例的无桥PFC电路的结构示意图。图4是根据本专利技术实施例的两路交错的无桥PFC电路的结构图。图5是根据本专利技术实施例的无桥PFC电路的第一电流流向图。图6是根据本专利技术实施例的无桥PFC电路的第二电流流向图。图7是根据本专利技术实施例的无桥PFC电路的第三电流流向图。图8是根据本专利技术实施例的无桥PFC电路的第四电流流向图。图9是根据本专利技术实施例的无桥PFC电路的第五电流流向图。图10是根据本专利技术实施例的无桥PFC电路中电感Ll的电流波形以及MOSFET Ql 和MOSFET Q2的驱动波形。图11是根据本专利技术实施例的N路交错的无桥PFC电路的结构图。 具体实施例方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。下面结合图3描述根据本专利技术实施例的无桥PFC电路。如图3所示，无桥PFC电路30包括交流电源模块31、功率模块32和控制模块33， 其中交流电源模块31与功率模块32连接并为功率模块32提供电能，此外，功率模块32至少包括ー对第一开关元件Ql和Q2，控制模块33采样功率模块中Ql和Q2的电流，并关断其中流经负电流的第一开关元件。由此可见，无桥PFC电路30中通过控制模块33引入TCM 控制方法，即在开关元件中流经负电流时才关断该开关元件，因而避免了开关元件的体ニ 极管中的反向恢复电流。交流电源模块31包括交流电源和两个第二本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈文彬，代胜勇，黄伯宁，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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