專利名稱：無(wú)橋功率因數(shù)校正電路及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明實(shí)施例涉及電子電路領(lǐng)域，并且更具體地，涉及采用三角形電流模式 (Triangular Current Mode, TCM)(Power Factor Correction, PFC) 電路及其控制方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的有橋PFC電路中導(dǎo)通器件多，通態(tài)損耗大，不適于中大功率場(chǎng)合的應(yīng)用。而無(wú)橋PFC電路可以減少通態(tài)損耗并且提高效率，隨著市場(chǎng)對(duì)高效率、高功率密度需求的增加，無(wú)橋PFC電路取代傳統(tǒng)的有橋PFC電路已經(jīng)成為了ー種趨勢(shì)。圖1示出了無(wú)橋PFC電路的拓?fù)?，其為兩路交錯(cuò)的無(wú)橋PFC電路?，F(xiàn)有的無(wú)橋PFC電路通常采用臨界模式(Critical Mode, CRM)控制方法。即當(dāng)電感電流接近零時(shí)關(guān)斷開(kāi)關(guān)元件(例如金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管 (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, MOSFET)),電流繼續(xù)流經(jīng)開(kāi)關(guān)元件的體ニ極管，依靠開(kāi)關(guān)元件的體ニ極管的反向恢復(fù)電流實(shí)現(xiàn)零電壓開(kāi)關(guān)(Zero Voltage Switch, ZVS)。在圖1所示的兩路交錯(cuò)的無(wú)橋PFC電路中，2個(gè)橋臂錯(cuò)相180度工作。同理，如果無(wú)橋PFC電路中有3個(gè)橋臂，則3個(gè)橋臂錯(cuò)相120度工作。這里簡(jiǎn)單介紹單個(gè)橋臂(即電感Ll連接的橋臂)的工作原理在交流輸入的正半周，MOSFET Q2充當(dāng)主管，在MOSFET Q2 的導(dǎo)通時(shí)間Ton內(nèi)，電流回路經(jīng)過(guò)電感Li、MOSFET Q2以及ニ極管D2，此時(shí)電感Ll進(jìn)行儲(chǔ)能；在MOSFET Q2的關(guān)斷時(shí)間Toff內(nèi)，電流回路經(jīng)過(guò)電感Li、MOSFET Q1、電容C以及ニ極管D2，此時(shí)電感Ll輸出能量。同理，在交流輸入的負(fù)半周，MOSFET Ql充當(dāng)主管，在MOSFET Ql的導(dǎo)通時(shí)間Ton內(nèi)，電流回路經(jīng)過(guò)ニ極管Dl、MOSFET Ql及電感Li，此時(shí)電感Ll進(jìn)行儲(chǔ)能；在MOSFET Ql的關(guān)斷時(shí)間Toff內(nèi)，電流回路經(jīng)過(guò)ニ極管D1、電容C、MOSFET Q2及電感 Li，此時(shí)電感Ll輸出能量。下面仍以電感Ll連接的橋臂為例，說(shuō)明CRM控制方式的原理。為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，這里只介紹交流輸入的正半周的工作原理。在交流輸入的正半周，MOSFET Q2充當(dāng)主管，在MOSFET Q2的導(dǎo)通時(shí)間Ton內(nèi)，電流回路經(jīng)過(guò)電感Li、MOSFET Q2及ニ極管D2，而在MOSFET Q2的關(guān)斷時(shí)間Toff內(nèi)，電流回路經(jīng)過(guò)電感L1、M0SFET Q1、電容C及ニ極管D2。此時(shí)，MOSFET Ql充當(dāng)同步整流管，在這段時(shí)間內(nèi)MOSFET Ql會(huì)有驅(qū)動(dòng)，從而MOSFET Ql被導(dǎo)通，流經(jīng)電感Ll的電流會(huì)線性下降。當(dāng)檢測(cè)到電感Ll的電流下降到接近O安培(A)的時(shí)候，關(guān)斷MOSFET Q1，使得電流繼續(xù)流過(guò) MOSFET Ql的體ニ極管，由于MOSFET Ql的體ニ極管的反向恢復(fù)特性，會(huì)存在一定的反向恢復(fù)電流，利用這個(gè)反向恢復(fù)電流去拉通MOSFET Q2的體ニ極管，從而實(shí)現(xiàn)MOSFET Q2的零電壓導(dǎo)通。圖2分別示出了電感Ll的電流波形(三角形波)以及MOSFET Ql的驅(qū)動(dòng)電壓波形(方波)。交流輸入負(fù)半周的原理和交流輸入正半周的原理類似。但是，流過(guò)開(kāi)關(guān)元件(例如M0SFET)的體ニ極管的反向恢復(fù)電流是不可控的，并且該反向恢復(fù)電流會(huì)隨著輸入電壓和負(fù)載而變化，同時(shí)又會(huì)影響開(kāi)關(guān)元件的軟開(kāi)關(guān)狀態(tài)。另外，在高壓輸入的情況下，電感不能得到負(fù)電流，因此也無(wú)法實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)元件(即MOS管)的零電壓導(dǎo)通。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例提供一種無(wú)橋PFC電路，它能夠解決現(xiàn)有的無(wú)橋PFC電路引入不可控的反向恢復(fù)電流進(jìn)而影響開(kāi)關(guān)元件的軟開(kāi)關(guān)狀態(tài)的問(wèn)題。一方面，提供了一種無(wú)橋PFC電路，其特征在干，包括交流電源模塊、功率模塊和控制模塊，其中該交流電源模塊與該功率模塊連接以便為該功率模塊提供電能，該功率模塊包括一路或多路交錯(cuò)PFC電路，其中每路交錯(cuò)PFC電路包括一個(gè)電感、ー對(duì)第一開(kāi)關(guān)元件和至少ー個(gè)電容，該電感的第一端與該交流電源模塊連接，該電感的第二端分別通過(guò)該ー 對(duì)第一開(kāi)關(guān)元件連接到每個(gè)該電容的兩端，該控制模塊采樣該功率模塊中的每個(gè)該第一開(kāi)關(guān)元件的電流，并關(guān)斷其中流經(jīng)負(fù)電流的第一開(kāi)關(guān)元件。另ー方面，提供了一種無(wú)橋PFC電路的控制方法，其中該無(wú)橋PFC電路包括交流電源模塊、功率模塊和控制模塊，該交流電源模塊與該功率模塊連接以便為該功率模塊提供電能，該功率模塊包括一路或多路交錯(cuò)PFC電路，其中每路交錯(cuò)PFC電路包括一個(gè)電感、一對(duì)第一開(kāi)關(guān)元件和至少ー個(gè)電容，該電感的第一端與該交流電源模塊連接，該電感的第二端分別通過(guò)該ー對(duì)第一開(kāi)關(guān)元件連接到每個(gè)該電容的兩端，該控制模塊用于該功率模塊中第一開(kāi)關(guān)元件的關(guān)斷，該方法包括該控制模塊檢測(cè)流經(jīng)該功率模塊中的每個(gè)該第一開(kāi)關(guān)元件的電流；當(dāng)檢測(cè)到該電流達(dá)到預(yù)設(shè)電流吋，該控制模塊關(guān)斷其中流經(jīng)該預(yù)設(shè)電流的第一開(kāi)關(guān)元件。本發(fā)明實(shí)施例的無(wú)橋PFC電路由于采用不同于CRM的TCM控制方法，從而在無(wú)橋 PFC電路中消除了不可控的反向恢復(fù)電流，從而減小開(kāi)關(guān)元件的體ニ極管的反向恢復(fù)電流引起的損耗，利用這個(gè)負(fù)電流去拉通開(kāi)關(guān)元件的體ニ極管，從而實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)元件的零電壓導(dǎo)
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為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的ー些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是現(xiàn)有的兩路交錯(cuò)的無(wú)橋PFC電路的結(jié)構(gòu)圖。圖2是現(xiàn)有的無(wú)橋PFC電路中電感Ll的電流波形以及MOSFET Ql的驅(qū)動(dòng)波形。圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的無(wú)橋PFC電路的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的兩路交錯(cuò)的無(wú)橋PFC電路的結(jié)構(gòu)圖。圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的無(wú)橋PFC電路的第一電流流向圖。圖6是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的無(wú)橋PFC電路的第二電流流向圖。圖7是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的無(wú)橋PFC電路的第三電流流向圖。圖8是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的無(wú)橋PFC電路的第四電流流向圖。
圖9是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的無(wú)橋PFC電路的第五電流流向圖。圖10是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的無(wú)橋PFC電路中電感Ll的電流波形以及MOSFET Ql 和MOSFET Q2的驅(qū)動(dòng)波形。圖11是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的N路交錯(cuò)的無(wú)橋PFC電路的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。下面結(jié)合圖3描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的無(wú)橋PFC電路。如圖3所示，無(wú)橋PFC電路30包括交流電源模塊31、功率模塊32和控制模塊33， 其中交流電源模塊31與功率模塊32連接并為功率模塊32提供電能，此外，功率模塊32至少包括ー對(duì)第一開(kāi)關(guān)元件Ql和Q2，控制模塊33采樣功率模塊中Ql和Q2的電流，并關(guān)斷其中流經(jīng)負(fù)電流的第一開(kāi)關(guān)元件。由此可見(jiàn)，無(wú)橋PFC電路30中通過(guò)控制模塊33引入TCM 控制方法，即在開(kāi)關(guān)元件中流經(jīng)負(fù)電流時(shí)才關(guān)斷該開(kāi)關(guān)元件，因而避免了開(kāi)關(guān)元件的體ニ 極管中的反向恢復(fù)電流。交流電源模塊31包括交流電源和兩個(gè)第二開(kāi)關(guān)元件，其中每個(gè)第二開(kāi)關(guān)元件分別連接交流電源與功率模塊的ー對(duì)第一開(kāi)關(guān)元件Ql和Q2中的ー個(gè)。一般而言，第一開(kāi)關(guān)元件Q1、Q2可以是絕緣柵器件，例如絕緣柵雙極型晶體管Qnsulated Gate Bipolar Transistor, IGBT)或金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管 (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, M0SFET)；第二開(kāi)關(guān)元件可以是 ニ極管、MOSFET 或 IGBT 等。此外，功率模塊32包括一路或多路交錯(cuò)PFC電路。以一路交錯(cuò)PFC電路為例，如圖3所示，一路交錯(cuò)PFC電路包括一個(gè)電感Li、ー對(duì)第一開(kāi)關(guān)元件Ql和Q2，以及至少ー個(gè)電容C。電感Ll的第一端與交流電源模塊31連接，電感Ll的第二端分別通過(guò)第一開(kāi)關(guān)元件Ql連接到每個(gè)電容C的一端，再通過(guò)第一開(kāi)關(guān)元件Q2連接到每個(gè)電容C的另一端。應(yīng)理解，由于電容C是儲(chǔ)能元件，因此當(dāng)一路交錯(cuò)PFC電路包括多個(gè)電容C時(shí)，這些電容C可以并聯(lián)。也就是說(shuō)，該多個(gè)電容C并聯(lián)后，其并聯(lián)的一端連接到第一開(kāi)關(guān)元件Q1，而并聯(lián)的另一端連接到第一開(kāi)關(guān)元件Q2。另外，控制模塊33包括電流采樣元件和TCM控制器，電流采樣元件的一端連接到功率模塊32中的每個(gè)第一開(kāi)關(guān)元件Ql (或Q2)的漏極或源極且電流采樣元件的另一端連接到TCM控制器的輸入端，而TCM控制器的輸出端連接到功率模塊32中的每個(gè)第一開(kāi)關(guān)元件Ql(或Q2)的柵極。由于TCM控制器設(shè)置負(fù)電流的閾值，當(dāng)電流采樣元件獲得的采樣電流達(dá)到該閾值，TCM控制器將關(guān)斷其采樣電流達(dá)到閾值的第一開(kāi)關(guān)元件Ql (或Q2)。例如，電流采樣元件包括電阻或電流互感器(Current Transform，CT)。TCM控制器由分立元件組成或者是邏輯器件，例如復(fù)雜可編程邏輯器件(Complex Programmable Logic Device, CPLD) ^ΜΜ ^ ^^Π^Η (Field-Programmable Gate Array, FPGA)。本發(fā)明實(shí)施例的無(wú)橋PFC電路采用TCM控制器弓|入TCM控制方法，從而在無(wú)橋PFC電路中消除了不可控的反向恢復(fù)電流，從而減小開(kāi)關(guān)元件的體ニ極管的反向恢復(fù)電流引起的損耗，利用這個(gè)負(fù)電流去拉通開(kāi)關(guān)元件的體ニ極管，從而實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)元件的零電壓導(dǎo)通以下將具體說(shuō)明TCM控制方法的實(shí)現(xiàn)原理。以第一開(kāi)關(guān)元件為MOSFET的兩路交錯(cuò)的無(wú)橋PFC電路為例，說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的無(wú)橋PFC電路的TCM控制方法，如圖4所示。首先，檢測(cè)4個(gè)MOSFET (即Ql、Q2、Q3、Q4) 中流過(guò)的電流，并將檢測(cè)結(jié)果作為電流采樣信息送至三角電路模式(Triangular Current Mode, TCM)控制器；然后，TCM控制器根據(jù)電流采樣信息中電流的方向和大小來(lái)控制4個(gè) MOSFET (即Q1、Q2、Q3、Q4)的導(dǎo)通與關(guān)斷；最終實(shí)現(xiàn)4個(gè)MOSFET (即Q1、Q2、Q3、Q4)的軟開(kāi)關(guān)。以下結(jié)合圖5和圖6，仍以交流輸入的正半周、電感Ll連接的橋臂為例介紹TCM控制方法的原理。在交流輸入的正半周，MOSFET Q2充當(dāng)主管，在MOSFET Q2的導(dǎo)通時(shí)間Ton 內(nèi)，電流回路經(jīng)過(guò)電感Li、MOSFET Q2和ニ極管D2，如圖5所示；在MOSFET Q2的關(guān)斷時(shí)間 Toff內(nèi)，電流回路經(jīng)過(guò)電感Li、MOSFET Q1、電容C及ニ極管D2，如圖6所示，此時(shí)MOSFET Ql充當(dāng)同步整流管，MOSFET Ql在關(guān)斷時(shí)間Toff時(shí)間內(nèi)會(huì)一直導(dǎo)通，從而電感Ll的電流會(huì)線性下降。在電感Ll的電流下降到負(fù)電流的時(shí)候，會(huì)存在三種情景第一種情況——如果此時(shí)另外ー個(gè)MOSFET Q3也在導(dǎo)通，則電流在電感Li、電感 L2、MOSFET Q3及MOSFET Ql之間形成回路，如圖7所示，使得電感Ll上有負(fù)電流產(chǎn)生；第二種情況——如果此時(shí)另外ー個(gè)MOSFET Q3關(guān)斷，但MOSFET Q4處于導(dǎo)通狀態(tài)， 則電流在MOSFET Ql、電感Li、電感L2、MOSFET Q4及電容C之間形成回路，如圖8所示，同樣可以使得電感Ll上有負(fù)電流產(chǎn)生；第三種情況——如果此時(shí)MOSFET Q3和MOSFET Q4都不導(dǎo)通，則電流在MOSFET Q1、電感Li、電感L2及MOSFET Q3的體ニ極管之間形成回路，如圖9所示，同樣可以使得電感Ll上有負(fù)電流產(chǎn)生。當(dāng)TCM控制器檢測(cè)到電感電流下降到一定的負(fù)電流的時(shí)候(此負(fù)電流可以通過(guò) TCM控制器進(jìn)行設(shè)置)，此時(shí)TCM控制器再關(guān)斷MOSFET Ql，這樣電流就不會(huì)流過(guò)MOSFET Ql 的體ニ極管，從而減小MOSFET的體ニ極管的反向恢復(fù)電流引起的損耗，利用這個(gè)負(fù)電流去拉通MOSFET Q2的體ニ極管，從而實(shí)現(xiàn)MOSFET Q2的零電壓導(dǎo)通。圖10示出了的三角形波形為電感Ll的電流波形，方波分別為M0SFETQ1和MOSFET Q2的驅(qū)動(dòng)波形。從圖10中可以看出，MOSFET Q2導(dǎo)通期間，電感Ll的電流上升，然而在 MOSFET Q2關(guān)斷后，MOSFET Ql 一直導(dǎo)通，直到TCM控制器檢測(cè)到流經(jīng)MOSFET Ql的電流為負(fù)電流吋，TCM控制器才關(guān)斷MOSFET Ql，這樣電流就不會(huì)流過(guò)MOSFET Ql的體ニ極管，從而減小體MOSFET的體ニ極管的反向恢復(fù)電流引起的損耗，利用這個(gè)負(fù)電流去拉通MOSFET Q2 的體ニ極管，這樣就實(shí)現(xiàn)了 MOSFET Ql和MOSFET Q2軟開(kāi)關(guān)。圖11為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有N路交錯(cuò)PFC電路的無(wú)橋PFC電路。應(yīng)理解，圖 11的無(wú)橋PFC電路的工作原理與上述只有2路交錯(cuò)PFC電路的無(wú)橋PFC電路的工作原理相同。綜上所述，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的無(wú)橋PFC電路包括交流電源模塊、功率模塊和控制模塊，其中交流電源模塊與功率模塊連接以便為功率模塊提供電能，功率模塊包括一路或多路交錯(cuò)PFC電路，其中每路交錯(cuò)PFC電路包括一個(gè)電感、ー對(duì)第一開(kāi)關(guān)元件和至少ー個(gè)電容。具體而言，電感的第一端與交流電源模塊連接，電感的第二端分別通過(guò)ー對(duì)第一開(kāi)關(guān)元件連接到每個(gè)電容的兩端。控制模塊用于功率模塊中第一開(kāi)關(guān)元件的關(guān)斷。因此，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的無(wú)橋功率因數(shù)校正PFC電路的控制方法的特征在于控制模塊檢測(cè)流經(jīng)功率模塊中的每個(gè)第一開(kāi)關(guān)元件的電流，當(dāng)檢測(cè)到有電流達(dá)到預(yù)設(shè)電流時(shí)，控制模塊關(guān)斷其中流經(jīng)預(yù)設(shè)電流的第一開(kāi)關(guān)元件。其中，預(yù)設(shè)電流應(yīng)為負(fù)電流?？刂颇K因此可以包括TCM 控制器。以上，控制模塊檢測(cè)流經(jīng)功率模塊中的每個(gè)第一開(kāi)關(guān)元件的電流也可以是控制模塊采樣功率模塊中的每個(gè)第一開(kāi)關(guān)元件的電流，并檢測(cè)采樣得到的電流。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以意識(shí)到，結(jié)合本文中所公開(kāi)的實(shí)施例描述的各示例的單元及算法步驟，能夠以電子硬件、或者計(jì)算機(jī)軟件和電子硬件的結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)。這些功能究竟以硬件還是軟件方式來(lái)執(zhí)行，取決于技術(shù)方案的特定應(yīng)用和設(shè)計(jì)約束條件。專業(yè)技術(shù)人員可以對(duì)每個(gè)特定的應(yīng)用來(lái)使用不同方法來(lái)實(shí)現(xiàn)所描述的功能，但是這種實(shí)現(xiàn)不應(yīng)認(rèn)為超出本發(fā)明的范圍。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到，為描述的方便和簡(jiǎn)潔，上述描述的系統(tǒng)、 裝置和単元的具體工作過(guò)程，可以參考前述方法實(shí)施例中的對(duì)應(yīng)過(guò)程，在此不再贅述。在本申請(qǐng)所提供的幾個(gè)實(shí)施例中，應(yīng)該理解到，所揭露的系統(tǒng)、裝置和方法，可以通過(guò)其它的方式實(shí)現(xiàn)。例如，以上所描述的裝置實(shí)施例僅僅是示意性的，例如，所述單元的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實(shí)際實(shí)現(xiàn)時(shí)可以有另外的劃分方式，例如多個(gè)單元或組件可以結(jié)合或者可以集成到另ー個(gè)系統(tǒng)，或一些特征可以忽略，或不執(zhí)行。另一點(diǎn)，所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過(guò)ー些接ロ，裝置或単元的間接耦合或通信連接，可以是電性，機(jī)械或其它的形式。所述作為分離部件說(shuō)明的単元可以是或者也可以不是物理上分開(kāi)的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理単元，即可以位于ー個(gè)地方，或者也可以分布到多個(gè)網(wǎng)絡(luò)單元上。可以根據(jù)實(shí)際的需要選擇其中的部分或者全部單元來(lái)實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例方案的目的。另外，在本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例中的各功能単元可以集成在一個(gè)處理単元中，也可以是各個(gè)單元單獨(dú)物理存在，也可以兩個(gè)或兩個(gè)以上単元集成在一個(gè)單元中。所述功能如果以軟件功能単元的形式實(shí)現(xiàn)并作為獨(dú)立的產(chǎn)品銷售或使用吋，可以存儲(chǔ)在一個(gè)計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中?；谶@樣的理解，本發(fā)明的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說(shuō)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻(xiàn)的部分或者該技術(shù)方案的部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來(lái)，該計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)品存儲(chǔ)在ー個(gè)存儲(chǔ)介質(zhì)中，包括若干指令用以使得一臺(tái)計(jì)算機(jī)設(shè)備(可以是個(gè)人計(jì)算機(jī)，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例所述方法的全部或部分步驟。 而前述的存儲(chǔ)介質(zhì)包括U盤、移動(dòng)硬盤、只讀存儲(chǔ)器(ROM，Read-only Memory)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盤等各種可以存儲(chǔ)程序代碼的介質(zhì)。以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)所述以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種無(wú)橋功率因數(shù)校正PFC電路，其特征在干，包括交流電源模塊、功率模塊和控制模塊，其中所述交流電源模塊與所述功率模塊連接以便為所述功率模塊提供電能，所述功率模塊包括一路或多路交錯(cuò)PFC電路，其中每路交錯(cuò)PFC電路包括一個(gè)電感、ー對(duì)第一開(kāi)關(guān)元件和至少ー個(gè)電容，所述電感的第一端與所述交流電源模塊連接，所述電感的第二端分別通過(guò)所述ー對(duì)第一開(kāi)關(guān)元件連接到每個(gè)所述電容的兩端，所述控制模塊采樣所述功率模塊中的每個(gè)所述第一開(kāi)關(guān)元件的電流，并關(guān)斷其中流經(jīng)負(fù)電流的第一開(kāi)關(guān)元件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其特征在干，所述至少一個(gè)電容包括多個(gè)并聯(lián)的電容。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電路，其特征在干，所述控制模塊包括電流采樣元件和三角形電流模式TCM控制器，所述電流采樣元件的一端連接到所述功率模塊中的每個(gè)第一開(kāi)關(guān)元件的漏極或源極且所述電流采樣元件的另一端連接到所述TCM控制器的輸入端，所述 TCM控制器的輸出端連接到所述功率模塊中的每個(gè)第一開(kāi)關(guān)元件的柵極。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電路，其特征在干，所述TCM控制器設(shè)置負(fù)電流的閾值，所述閾值指示所述TCM控制器關(guān)斷其采樣的第一開(kāi)關(guān)元件的負(fù)電流的值，當(dāng)所述電流采樣元件獲得的采樣電流達(dá)到所述閾值，所述TCM控制器關(guān)斷其采樣電流達(dá)到所述閾值的第一開(kāi)關(guān)元件。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的電路，其特征在干，所述電流采樣元件包括電阻或電流互感器CT。
6.根據(jù)權(quán)利要求3至5中任一項(xiàng)所述的電路，其特征在干，所述TCM控制器由分立元件組成或者是邏輯器件。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電路，其特征在干，所述邏輯器件包括復(fù)雜可編程邏輯器件 CPLD或現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列FPGA。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的電路，其特征在干，所述交流電源模塊包括交流電源和兩個(gè)第二開(kāi)關(guān)元件，每個(gè)所述第二開(kāi)關(guān)元件連接所述交流電源與所述功率模塊的所述ー對(duì)第一開(kāi)關(guān)元件中的ー個(gè)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的電路，其特征在干，所述第一開(kāi)關(guān)元件是絕緣柵雙極型晶體管IGBT或金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管M0SFET。
10.一種無(wú)橋功率因數(shù)校正PFC電路的控制方法，其中所述無(wú)橋PFC電路包括交流電源模塊、功率模塊和控制模塊，所述交流電源模塊與所述功率模塊連接以便為所述功率模塊提供電能，所述功率模塊包括一路或多路交錯(cuò)PFC電路，其中每路交錯(cuò)PFC電路包括ー個(gè)電感、ー對(duì)第一開(kāi)關(guān)元件和至少ー個(gè)電容，所述電感的第一端與所述交流電源模塊連接，所述電感的第二端分別通過(guò)所述ー對(duì)第一開(kāi)關(guān)元件連接到每個(gè)所述電容的兩端，所述控制模塊用于所述功率模塊中第一開(kāi)關(guān)元件的關(guān)斷，其特征在干，所述方法包括所述控制模塊檢測(cè)流經(jīng)所述功率模塊中的每個(gè)所述第一開(kāi)關(guān)元件的電流；當(dāng)檢測(cè)到所述電流達(dá)到預(yù)設(shè)電流吋，所述控制模塊關(guān)斷其中流經(jīng)所述預(yù)設(shè)電流的第一開(kāi)關(guān)元件。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的控制方法，其特征在干，所述控制模塊檢測(cè)流經(jīng)所述功率模塊中的每個(gè)所述第一開(kāi)關(guān)元件的電流包括所述控制模塊采樣所述功率模塊中的每個(gè)所述第一開(kāi)關(guān)元件的電流，并檢測(cè)采樣得到的電流。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的控制方法，其特征在干，所述預(yù)設(shè)電流為負(fù)電流。
13.根據(jù)權(quán)利要求10至12中任一項(xiàng)所述的控制方法，其特征在干，所述控制模塊包括三角形電流模式TCM控制器。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)施例提供了一種無(wú)橋功率因數(shù)校正PFC電路，包括交流電源模塊、功率模塊和控制模塊，其中交流電源模塊與功率模塊連接以便為功率模塊提供電能，功率模塊包括一路或多路交錯(cuò)PFC電路，其中每路交錯(cuò)PFC電路包括一個(gè)電感、一對(duì)第一開(kāi)關(guān)元件和至少一個(gè)電容，其中電感的第一端與交流電源模塊連接，電感的第二端分別通過(guò)一對(duì)第一開(kāi)關(guān)元件連接到每個(gè)電容的兩端，控制模塊采樣功率模塊中的每個(gè)第一開(kāi)關(guān)元件的電流，并關(guān)斷其中流經(jīng)負(fù)電流的第一開(kāi)關(guān)元件。本發(fā)明實(shí)施例采用三角形電流模式TCM控制方法，從而讓所有第一開(kāi)關(guān)元件工作在軟開(kāi)關(guān)狀態(tài)，最大程度的減小了損耗，提高了整機(jī)的效率。
文檔編號(hào)H02M1/42GK102545582SQ20121002851
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2012年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月9日
發(fā)明者代勝勇, 陳文彬, 黃伯寧 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司