專利名稱：Pfc電路、通信電源設(shè)備和pfc電路的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信技術(shù)，尤其涉及一種PFC電路、通信電源設(shè)備和PFC電路的控制方法。
背景技術(shù)：
節(jié)能減排是全球化發(fā)展的一種趨勢，控制電源的轉(zhuǎn)換效率是通信領(lǐng)域中節(jié)能減排的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，而電源的轉(zhuǎn)換效率的提高一方面依賴于功率器件的改善，另一方面依賴于電源拓?fù)涞母倪M(jìn)。目前，業(yè)界廠商紛紛致力于96%電源轉(zhuǎn)換效率的整流模塊開發(fā)，同時(shí)形成一些電源拓?fù)洌瑫r(shí)，運(yùn)營商也提高電源轉(zhuǎn)換效率的準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)，電源轉(zhuǎn)換效率越來越成為高效節(jié)能和準(zhǔn)入的核心競爭力要求。在現(xiàn)有的高效電源轉(zhuǎn)換電路中，業(yè)界基本上使用無橋功率因素校正(Power Factor Correct ;以下簡稱PFC)和邏輯鏈路控制(Logical LinkControl ;以下簡稱LLC)電路。其中，LLC電路是由諧振電感、激磁電感和諧振電容組成的諧振網(wǎng)絡(luò)直流(Direct Current ;以下簡稱DC)/DC變換電路，該電路采用通用的高效拓?fù)洹６鴮τ赑FC電路來說，業(yè)界廠商從傳統(tǒng)的無橋衍生出各種改進(jìn)型的無橋PFC電路以及圖騰柱結(jié)構(gòu)的無橋PFC電路。圖I為現(xiàn)有技術(shù)中的無橋PFC電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖，如圖I所示,LI和L2為升壓(Boost)電路電感，SI和S2為PFC主開關(guān)管，Dl和D2為Boost電源整流二極管，D3和D4為續(xù)流二極管，D5和D6不參與正常工作，只在浪涌防護(hù)中起作用。圖2為現(xiàn)有技術(shù)中無橋PFC電路中電感電流的波形示意圖，如圖2所示，現(xiàn)有技術(shù)中無橋PFC電路的工作原理如下在電源輸入正半周時(shí)，SI導(dǎo)通，S2、D2、D3和L2不參與工作，電源通過SI和D4對電感LI進(jìn)行充電儲能；當(dāng)LI的電流達(dá)到設(shè)定值時(shí)關(guān)斷SI，LI電流反向，通過Dl和D4對儲能電容充電，并對后級的變換電源傳遞能量；當(dāng)電感電流下降到設(shè)定值后，再導(dǎo)通SI對LI再充電儲能，如此周而復(fù)始。在電源輸入負(fù)半周時(shí)，S2導(dǎo)通，S1、D1、D4和LI不參與工作，由于S2與S2、D3與D4、LI與L2互為對稱，工作原理與正半周一致。可見，在正半周或負(fù)半周，電流均串聯(lián)通過三個(gè)器件，因此效率較高。然而，現(xiàn)有技術(shù)中的無橋PFC電路的正負(fù)半周分別由不同的Boost電路完成，功率器件利用率低，即現(xiàn)有技術(shù)為了提高效率犧牲了電路成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例提供一種PFC電路、通信電源設(shè)備和PFC電路的控制方法，在提高PFC電路的效率的同時(shí)，降低電路成本。本發(fā)明實(shí)施例的第一方面是提供一種PFC電路,包括輸入電源、PFC電感、輸出電容、單向開關(guān)元件組件和零電壓轉(zhuǎn)換ZVT電路，其中，所述PFC電感的一端與所述輸入電源連接，所述PFC電感的另一端通過所述單向開關(guān)元件組件連接到所述ZVT電路的一端，所述輸出電容的一端與所述ZVT電路的另一端連接，所述輸出電容的另一端與所述單向開關(guān)元件組件連接，所述ZVT電路的又一端與所述輸入電源連接；
所述單向開關(guān)元件組件中的各單向開關(guān)元件用于交替地導(dǎo)通或關(guān)斷，以控制所述PFC電感的瞬間電流的電流波形的包絡(luò)相位與所述輸入電源的輸入波形的包絡(luò)相位相吻合，且控制所述PFC電路工作在非連續(xù)模式和連續(xù)模式；其中，在所述非連續(xù)模式中，所述PFC電感中的電流的絕對值下降到零后上升，在所述連續(xù)模式中，所述PFC電感中的電流的絕對值下降到非零值后上升；所述ZVT電路用于在所述單向開關(guān)元件組件中各單向開關(guān)元件導(dǎo)通前，將所述單向開關(guān)元件組件的輸出電容的電壓降為零。結(jié)合第一方面，在第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述單向開關(guān)元件組件中的各單向開關(guān)元件用于交替地導(dǎo)通或關(guān)斷，控制所述PFC電路工作在非連續(xù)模式和連續(xù)模式包括所述單向開關(guān)元件組件中的各單向開關(guān)元件用于交替地導(dǎo)通或關(guān)斷，當(dāng)所述輸入電源的電壓小于預(yù)設(shè)的電壓閾值時(shí)，控制所述PFC電路工作在非連續(xù)模式；當(dāng)所述輸入電源的電壓大于或等于預(yù)設(shè)的電壓閾值時(shí)，控制所述PFC電路工作在連續(xù)模式。 結(jié)合第一方面，或第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第一方面的第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述單向開關(guān)元件組件包括第一單向開關(guān)元件、第二單向開關(guān)元件、第三單向開關(guān)元件和第四單向開關(guān)元件；所述ZVT電路包括第一二極管、第二二極管、諧振電感和雙向開關(guān)管；其中所述第一單向開關(guān)元件的正極與所述第二單向開關(guān)元件的負(fù)極連接，所述第三單向開關(guān)元件的正極與所述第四單向開關(guān)元件的負(fù)極連接，所述第一單向開關(guān)元件的負(fù)極與所述第三單向開關(guān)元件的負(fù)極連接，所述第二單向開關(guān)元件的正極與所述第四單向開關(guān)元件的正極連接；所述第一二極管的正極與所述第二二極管的負(fù)極連接，所述第一二極管的負(fù)極與所述第一單向開關(guān)元件的負(fù)極連接，所述第二二極管的正極與所述第二單向開關(guān)元件連接，所述諧振電感的一端與所述第一單向開關(guān)元件的正極連接，所述諧振電感的另一端與所述第一二極管的正極連接，所述雙向開關(guān)管的一端與所述第一二極管的正極連接，所述雙向開關(guān)管的另一端與所述第三單向開關(guān)元件的正極連接；所述輸出電容的一端與所述第一單向開關(guān)元件的負(fù)極連接，所述輸出電容的另一端與所述第二單向開關(guān)元件的正極連接。結(jié)合第一方面的第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第一方面的第三種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，在輸入電源的交流輸入正半周中，當(dāng)所述PFC電路工作在非連續(xù)模式時(shí)，所述PFC電路中一個(gè)工作周期的工作狀態(tài)為當(dāng)所述PFC電感中的電流降為零時(shí)，所述第二單向開關(guān)元件和所述第四單向開關(guān)元件導(dǎo)通，所述第一單向開關(guān)元件和所述第三單向開關(guān)元件關(guān)斷；當(dāng)所述PFC電感中的電流上升至預(yù)設(shè)的第一電流值時(shí)，所述第一單向開關(guān)元件和所述第四單向開關(guān)元件導(dǎo)通，所述第二單向開關(guān)元件和所述第三單向開關(guān)元件關(guān)斷；當(dāng)所述PFC電路工作在連續(xù)模式時(shí)，所述PFC電路中一個(gè)工作周期的工作狀態(tài)為當(dāng)所述PFC電感中的電流降為預(yù)設(shè)的第二電流值時(shí)，所述雙向開關(guān)管、所述第一單向開關(guān)元件和所述第四單向開關(guān)元件導(dǎo)通，所述第二單向開關(guān)元件和所述第三單向開關(guān)元件關(guān)斷；當(dāng)所述諧振電感中的電流等于所述PFC電感中的電流，且所述第二單向開關(guān)元件的輸出電容的電壓諧振至零后，所述第二單向開關(guān)元件和所述第四單向開關(guān)元件導(dǎo)通，所述雙向開關(guān)管、所述第一單向開關(guān)元件和所述第三單向開關(guān)元件關(guān)斷；當(dāng)所述PFC電感中的電流上升至預(yù)設(shè)的第三電流值時(shí)，所述第一單向開關(guān)元件和所述第四單向開關(guān)元件導(dǎo)通，所述第二單向開關(guān)元件和所述第三單向開關(guān)元件關(guān)斷；其中，不同工作周期中預(yù)設(shè)的第一電流值各不相同，不同工作周期中預(yù)設(shè)的第二電流值各不相同，不同工作周期中預(yù)設(shè)的第三電流值各不相同。結(jié)合第一方面的第三種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第一方面的第四種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，在輸入電源的交流輸入負(fù)半周中，當(dāng)所述PFC電路工作在非連續(xù)模式時(shí)，所述PFC電路 中一個(gè)工作周期的工作狀態(tài)為當(dāng)所述諧振電感中的電流降為零時(shí)，所述第一單向開關(guān)元件和所述第三單向開關(guān)元件導(dǎo)通，所述第二單向開關(guān)元件和所述第四單向開關(guān)元件關(guān)斷；當(dāng)所述PFC電感中的電流的絕對值上升至預(yù)設(shè)的第一電流值時(shí)，所述第二單向開關(guān)元件和所述第三單向開關(guān)元件導(dǎo)通，所述第一單向開關(guān)元件和所述第四單向開關(guān)元件關(guān)斷；當(dāng)所述PFC電路工作在連續(xù)模式時(shí)，所述PFC電路中一個(gè)工作周期的工作狀態(tài)為當(dāng)所述PFC電感中的電流的絕對值降為預(yù)設(shè)的第二電流值時(shí)，所述雙向開關(guān)管、所述第一單向開關(guān)元件和所述第四單向開關(guān)元件導(dǎo)通，所述第二單向開關(guān)元件和所述第三單向開關(guān)兀件關(guān)斷；當(dāng)所述諧振電感中的電流等于所述PFC電感中的電流，且所述第二單向開關(guān)元件的輸出電容的電壓諧振至零后，所述第二單向開關(guān)元件和所述第四單向開關(guān)元件導(dǎo)通，所述雙向開關(guān)管、所述第一單向開關(guān)元件和所述第三單向開關(guān)元件關(guān)斷；當(dāng)所述PFC電感中的電流的絕對值上升至預(yù)設(shè)的第三電流值時(shí)，所述第一單向開關(guān)元件和所述第四單向開關(guān)元件導(dǎo)通，所述第二單向開關(guān)元件和所述第三單向開關(guān)元件關(guān)斷；其中，不同工作周期中預(yù)設(shè)的第一電流值各不相同，不同工作周期中預(yù)設(shè)的第二電流值各不相同，不同工作周期中預(yù)設(shè)的第三電流值各不相同。結(jié)合第一方面的第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第一方面的第五種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，在輸入電源的交流輸入正半周中，當(dāng)所述PFC電路工作在非連續(xù)模式時(shí)，所述PFC電路中一個(gè)工作周期的工作狀態(tài)為當(dāng)所述諧振電感中的電流降為零時(shí)，所述雙向開關(guān)管導(dǎo)通，所述第一單向開關(guān)元件、所述第二單向開關(guān)元件、所述第三單向開關(guān)元件和所述第四單向開關(guān)元件關(guān)斷；當(dāng)所述PFC電感中的電流上升至預(yù)設(shè)的第一電流值時(shí)，所述第四單向開關(guān)元件導(dǎo)通，所述雙向開關(guān)管、所述第一單向開關(guān)元件、所述第二單向開關(guān)元件和所述第三單向開關(guān)元件關(guān)斷；當(dāng)所述PFC電路工作在連續(xù)模式時(shí)，所述PFC電路中一個(gè)工作周期的工作狀態(tài)為
當(dāng)所述PFC電感中的電流的降為預(yù)設(shè)的第二電流值時(shí)，所述雙向開關(guān)管、所述第一單向開關(guān)元件和所述第四單向開關(guān)元件導(dǎo)通，所述第二單向開關(guān)元件和所述第三單向開關(guān)兀件關(guān)斷；當(dāng)所述諧振電感中的電流等于所述PFC電感中的電流，且所述第二單向開關(guān)元件的輸出電容的電壓諧振至零后，所述第二單向開關(guān)元件和所述第四單向開關(guān)元件導(dǎo)通，所述雙向開關(guān)管、所述第一單向開關(guān)元件和所述第三單向開關(guān)元件關(guān)斷；當(dāng)所述PFC電感中的電流上升至預(yù)設(shè)的第三電流值時(shí)，所述第一單向開關(guān)元件和所述第四單向開關(guān)元件導(dǎo)通，所述第二單向開關(guān)元件和所述第三單向開關(guān)元件關(guān)斷；其中，不同工作周期中預(yù)設(shè)的第一電流值各不相同，不同工作周期中預(yù)設(shè)的第二電流值各不相同，不同工作周期中預(yù)設(shè)的第三電流值各不相同。結(jié)合第一方面的第五種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第一方面的第六種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，在輸入電源的交流輸入負(fù)半周中，當(dāng)所述PFC電路工作在非連續(xù)模式時(shí)，所述PFC電路 中一個(gè)工作周期的工作狀態(tài)為當(dāng)所述諧振電感中的電流降為零時(shí)，所述雙向開關(guān)管和所述第四單向開關(guān)元件導(dǎo)通，所述第一單向開關(guān)元件、所述第二單向開關(guān)元件和所述第三單向開關(guān)元件關(guān)斷；當(dāng)所述PFC電感中的電流上升至預(yù)設(shè)的第一電流值時(shí)，所述雙向開關(guān)管、所述第一單向開關(guān)元件、所述第二單向開關(guān)元件和所述第三單向開關(guān)元件關(guān)斷；當(dāng)所述PFC電路工作在連續(xù)模式時(shí)，所述PFC電路中一個(gè)工作周期的工作狀態(tài)為當(dāng)所述PFC電感中的電流的絕對值降為預(yù)設(shè)的第二電流值時(shí)，所述雙向開關(guān)管、所述第一單向開關(guān)元件和所述第四單向開關(guān)元件導(dǎo)通，所述第二單向開關(guān)元件和所述第三單向開關(guān)兀件關(guān)斷；當(dāng)所述諧振電感中的電流等于所述PFC電感中的電流，且所述第二單向開關(guān)元件的輸出電容的電壓諧振至零后，所述第二單向開關(guān)元件和所述第四單向開關(guān)元件導(dǎo)通，所述雙向開關(guān)管、所述第一單向開關(guān)元件和所述第三單向開關(guān)元件關(guān)斷；當(dāng)所述PFC電感中的電流的絕對值上升至預(yù)設(shè)的第三電流值時(shí)，所述第一單向開關(guān)元件和所述第四單向開關(guān)元件導(dǎo)通，所述第二單向開關(guān)元件和所述第三單向開關(guān)元件關(guān)斷；其中，不同工作周期中預(yù)設(shè)的第一電流值各不相同，不同工作周期中預(yù)設(shè)的第二電流值各不相同，不同工作周期中預(yù)設(shè)的第三電流值各不相同。結(jié)合第一方面的第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第一方面的第七種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述PFC電感的一端與所述輸入電源的正極連接，所述PFC電感的另一端與所述第一單向開關(guān)元件的正極連接。結(jié)合第一方面的第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第一方面的第八種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述PFC電感的一端與所述輸入電源的負(fù)極連接，所述PFC電感的另一端與所述第三單向開關(guān)元件的正極連接。本發(fā)明實(shí)施例的第二方面是提供一種PFC電路的控制方法，包括控制PFC電路中單向開關(guān)元件組件中的各單向開關(guān)元件交替地導(dǎo)通或關(guān)斷，以將所述PFC電感的瞬間電流的電流波形的包絡(luò)相位控制為與所述輸入電源的輸入波形的包絡(luò)相位相吻合，且將所述PFC電路控制為工作在非連續(xù)模式和連續(xù)模式；其中，在所述非連續(xù)模式中，所述PFC電感中的電流的絕對值下降到零后上升，在所述連續(xù)模式中，所述PFC電感中的電流的絕對值下降到非零值后上升；控制ZVT電路在所述單向開關(guān)元件組件中各單向開關(guān)元件導(dǎo)通前工作，以將所述單向開關(guān)元件組件的輸出電容的電壓降為零。本發(fā)明實(shí)施例的第三方面是提供一種通信電源設(shè)備，包括直流轉(zhuǎn)直流DC/DC變換器、DC/DC控制器、PFC電路和PFC控制器；所述PFC控制器的一端連接所述PFC電路的一端，所述PFC控制器的另一端與PFC電路的另一端連接，所述PFC控制器又一端與所述所述DC/DC變換器輸入端連接，所述DC/DC控制器的一端與所述DC/DC變換器的控制端連接，所述DC/DC控制器的另一端與所述DC/DC變換器的輸出端連接；
所述PFC控制器用于控制所述PFC電路工作；所述DC/DC變換器用于對所述PFC電路輸出的電壓和電流進(jìn)行調(diào)整；所述DC/DC控制器用于控制所述DC/DC變換器工作；其中所述PFC電路包括輸入電源、PFC電感、輸出電容、單向開關(guān)元件組件和零電壓轉(zhuǎn)換ZVT電路，其中，所述PFC電感的一端與所述輸入電源連接，所述PFC電感的另一端 通過所述單向開關(guān)元件組件連接到所述ZVT電路的一端，所述輸出電容的一端與所述ZVT電路的另一端連接，所述輸出電容的另一端與所述單向開關(guān)元件組件連接，所述ZVT電路的又一端與所述輸入電源連接；所述DC/DC變換器的輸入端連接所述輸出電容中與所述單向開關(guān)元件組件連接的一端；所述PFC控制器的一端連接所述單向開關(guān)元件組件中與所述PFC電感相連的一端，所述PFC控制器的另一端連接所述ZVT電路中與所述輸出電容相連的一端;所述單向開關(guān)元件組件中的各單向開關(guān)元件用于交替地導(dǎo)通或關(guān)斷，以控制所述PFC電感的瞬間電流的電流波形的包絡(luò)相位與所述輸入電源的輸入波形的包絡(luò)相位相吻合，且控制所述PFC電路工作在非連續(xù)模式和連續(xù)模式；其中，在所述非連續(xù)模式中，所述PFC電感中的電流的絕對值下降到零后上升，在所述連續(xù)模式中，所述PFC電感中的電流的絕對值下降到非零值后上升；所述ZVT電路用于在所述單向開關(guān)元件組件中各單向開關(guān)元件導(dǎo)通前，將所述單向開關(guān)元件組件的輸出電容的電壓降為零。本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)效果是通過控制單向開關(guān)元件的導(dǎo)通或關(guān)斷，將PFC電感的瞬間電流的電流波形的包絡(luò)相位控制為與所述輸入電源的輸入波形的包絡(luò)相位相吻合，且控制PFC電路工作在非聯(lián)系模式和連續(xù)模式交替的混合工作模式中，使得PFC電感中的電流峰值和波紋相對于現(xiàn)有技術(shù)明顯減小，從而減小了電感體積；并通過ZVT電路將單向開關(guān)元件導(dǎo)通前的輸出電容降為零，從而減小功率器件的導(dǎo)通損耗和關(guān)斷損耗；且本實(shí)施例中的PFC電路在正負(fù)半周均采用相同的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，使得功率器件得到充分利用，降低了電路成本。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I為現(xiàn)有技術(shù)中無橋PFC電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為現(xiàn)有技術(shù)中無橋PFC電路中電感電流的波形示意圖；圖3為本發(fā)明PFC電路實(shí)施例一的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明PFC電路實(shí)施例二的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明PFC電路實(shí)施例二中的電流回路示意圖一；圖6為本發(fā)明PFC電路實(shí)施例二中電感電流的波形示意圖；圖7為本發(fā)明PFC電路實(shí)施例二中的電流回路示意圖二 ； 圖8為本發(fā)明PFC電路實(shí)施例_■中的電流回路不意圖二 ；圖9為本發(fā)明PFC電路實(shí)施例二中的電流回路示意圖四；圖10為本發(fā)明PFC電路實(shí)施例二中的電流回路示意圖五；圖11為本發(fā)明PFC電路實(shí)施例二中的電流回路示意圖六；圖12為本發(fā)明PFC電路實(shí)施例二中的電流回路示意圖七；圖13為本發(fā)明PFC電路實(shí)施例二中的電流回路示意圖八；圖14為本發(fā)明PFC電路的控制方法實(shí)施例的流程圖；圖15為本發(fā)明通信電源設(shè)備實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖16為本發(fā)明通信電源設(shè)備實(shí)施例的另一結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(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。圖3為本發(fā)明PFC電路實(shí)施例一的電路結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，本實(shí)施例提供了一種PFC電路，該P(yáng)FC電路可以包括輸入電源1、PFC電感2、輸出電容3、單向開關(guān)元件組件4和零電壓轉(zhuǎn)換(Zero Voltage Transition ;以下簡稱ZVT)電路5。其中，PFC電感2的一端與輸入電源I連接，PFC電感2的另一端通過單向開關(guān)元件組件4連接到ZVT電路5的一端，輸出電容3的一端與ZVT電路的另一端連接，輸出電容3的另一端與單向開關(guān)元件組件4連接，另外，本實(shí)施例中的ZVT電路5的又一端與輸入電源I連接。在本實(shí)施例中，單向開關(guān)元件組件4中的各單向開關(guān)元件用于交替地導(dǎo)通或關(guān)斷，從而對PFC電感2的瞬間電流進(jìn)行控制，將PFC電感2的瞬間電流的電流波形的包絡(luò)相位控制為與所述輸入電源的輸入波形的包絡(luò)相位相吻合，即使得電感平均電流與輸入的交流電壓的相位相同。為了減小電路中開關(guān)器件的導(dǎo)通損耗和關(guān)斷損耗，同時(shí)也為了減小電感的體積，本實(shí)施例中通過控制單向開關(guān)元件組件4中各單向開關(guān)元件的導(dǎo)通或關(guān)斷，使得PFC電路工作在混合模式。此處的混合模式可以具體包括非連續(xù)模式和連續(xù)模式，在非連續(xù)模式中，PFC電感中的電流的絕對值下降到零后再上升，而在連續(xù)模式中，PFC電感中的電流的絕對值下降到非零值便上升。在本實(shí)施例中，ZVT電路5具體用于在單向開關(guān)元件組件4中各單向開關(guān)元件導(dǎo)通前，將單向開關(guān)元件組件4的輸出電容的電壓降為零，實(shí)現(xiàn)單向開關(guān)元件的零電壓開關(guān)(ZeroVoltage Switch ;以下簡稱ZVS)導(dǎo)通,從而減小功率器件的導(dǎo)通損耗和關(guān)斷損耗。具體地，繼續(xù)參照上述圖3，在本實(shí)施例提供的PFC電路中，單向開關(guān)元件組件4中的各單向開關(guān)元件用于交替地導(dǎo)通或關(guān)斷，以當(dāng)輸入電源I的電壓小于預(yù)設(shè)的電壓閾值時(shí)，控制PFC電路工作在非連續(xù)模式；當(dāng)輸入電源I的電壓大于或等于預(yù)設(shè)的電壓閾值時(shí)，控制PFC電路工作在連續(xù)模式。在本實(shí)施例提供的PFC電路中，在輸入電壓的低壓段，PFC電感的電感平均電流較小時(shí)，通過控制單個(gè)開關(guān)元件的導(dǎo)通或關(guān)斷，控制PFC電路工作在非連續(xù)模式，具體為控制PFC電路中PFC電感的電感平均電流每次回到O點(diǎn)然后再開始新的上升；在輸入電壓的高壓段，PFC電感的電感平均電流較大時(shí)，通過控制單向開關(guān)元件的導(dǎo)通或關(guān)斷，控制PFC電路工作在連續(xù)模式，具體為控制PFC電路中PFC電感的電感平均電流每次未回到O點(diǎn)就開始新的上升。本實(shí)施例通過控制PFC電感的電感平均電流的電路波形，將電流的峰值減小，從而可以減小PFC電感的體積，降低電路成本，提高PFC電路的效率。且本實(shí)施例中的PFC電路在正負(fù)半周均采用相同的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，使得功率器件得到充分利用，降低了電路成本。圖4為本發(fā)明PFC電路實(shí)施例二的電路結(jié)構(gòu)示意圖，如圖4所示，本實(shí)施例提供了 一種具體的PFC電路，該P(yáng)FC電路可以包括輸入電源AC、PFC電感LI、輸出電容Cl、第一單向開關(guān)元件SI、第二單向開關(guān)元件S2、第三單向開關(guān)元件S3、第四單向開關(guān)元件S4，該P(yáng)FC電路還包括ZVT電路，該ZVT電路具體由第一二極管D1、第二二極管D2、諧振電感L2和雙向開關(guān)元件S5組成。在本實(shí)施例中，PFC電感LI可以如圖4所示設(shè)置在輸入電源AC的一偵牝該P(yáng)FC電感LI也可以設(shè)置在輸入電源AC的另一側(cè)，工作原理與圖4類似，此處不再贅述。如圖4所示，本實(shí)施例中的單向開關(guān)元件可以由二極管并聯(lián)開關(guān)來實(shí)現(xiàn)，此處的開關(guān)可以具體為三極管、金屬氧化物半導(dǎo)體管(Metal Oxide Semiconductor ;以下簡稱M0S)管、絕緣柵雙極型晶體管(Insulated Gate Bipolar Transistor ;以下簡稱IGBT)等,二極管可以是器件本身集成的，也可以是外加的。如圖4所示，第一單向開關(guān)元件SI的正極與第二單向開關(guān)元件S2的負(fù)極連接，第三單向開關(guān)元件S3的正極與第四單向開關(guān)元件S4的負(fù)極連接，第一單向開關(guān)元件SI的負(fù)極與第三單向開關(guān)元件S3的負(fù)極連接，第二單向開關(guān)元件S2的正極與第四單向開關(guān)元件S4的正極連接。第一二極管Dl的正極與第二二極管D2的負(fù)極連接，第一二極管Dl的負(fù)極與第一單向開關(guān)元件SI的負(fù)極連接，第二二極管D2的正極與第二單向開關(guān)元件S2連接，諧振電感L2的一端與第一單向開關(guān)元件SI的正極連接，諧振電感L2的另一端與第一二極管Dl的正極連接，雙向開關(guān)管S5的一端與第一二極管Dl的正極連接，雙向開關(guān)管S5的另一端與第三單向開關(guān)元件S3的正極連接。輸出電容Cl的一端與第一單向開關(guān)元件SI的負(fù)極連接，輸出電容Cl的另一端與第二單向開關(guān)元件S2的正極連接。本實(shí)施例中的PFC電路工作在混合模式，即工作在非連續(xù)模式和連續(xù)模式，其中，非連續(xù)模式可以具體包括臨界導(dǎo)通模式和輕載模式兩種類型，此處先以非連續(xù)模式為臨界導(dǎo)通模式為例進(jìn)行說明。此處以PFC電路的一個(gè)工作周期為例對本發(fā)明的電路工作原理進(jìn)行說明，每個(gè)工作周期的工作原理類似，此處不再贅述。當(dāng)輸入電源在交流輸入正半周時(shí)，先控制第二單向開關(guān)元件S2和第四單向開關(guān)元件S4導(dǎo)通，控制第一單向開關(guān)元件SI和第三單向開關(guān)元件S3關(guān)斷，從而得到如圖5所示的本發(fā)明PFC電路實(shí)施例二中的電流回路示意圖一。從圖5中可以看出，當(dāng)S2和S4導(dǎo)通后，形成L1、S2、S4和輸入電源AC的回路，輸入電壓通過S2、S4、L1和輸入電源AC組成的回路為PFC電感LI充電，使得LI的電流上升。圖6為本發(fā)明PFC電路實(shí)施例二中電感電流的波形示意圖，如圖6所示，當(dāng)PFC電感中的電流上升至預(yù)設(shè)的第一電流值時(shí)，通過控制將第一單向開關(guān)元件SI和第四單向開關(guān)元件S4導(dǎo)通，第二單向開關(guān)元件S2和第三單向開關(guān)元件S3關(guān)斷，從而得到如圖7所示的本發(fā)明PFC電路實(shí)施例二中的電流回路示意圖二。從圖7中可以看出，當(dāng)SI和S4導(dǎo)通后，形成LI、SI、Cl、S4和輸入電源AC的回路，存儲在LI中的能量通過該回路存儲到Cl中，使得LI的電流下降，當(dāng)LI中的電流下降為O后，開始新的周期為LI充電，如此周而復(fù)始地工作。此處的第一電流值可以根據(jù)實(shí)際情況來設(shè)定，如圖6所示，為了使得PFC電感的電感平均電流的輸出波形與輸入電源的輸入波形的包絡(luò)相吻合，可以通過控制S1-S4，將每次LI的電流上升到設(shè)定的電流值，該電流值具 體由同一時(shí)刻對應(yīng)的輸入電源的電源電壓的值來決定。如圖6所示，當(dāng)PFC電路在臨界導(dǎo)通模式下工作一段時(shí)間后，由于輸入電壓的電壓值逐漸增大，相應(yīng)地PFC電感的電流也逐漸增大，為了減小電感的體積以及功率器件的導(dǎo)通損耗和關(guān)斷損耗，本實(shí)施例將PFC電路控制為工作在連續(xù)模式。當(dāng)PFC電路工作在連續(xù)模式時(shí)，PFC電路中的ZVT電路開始工作。在交流輸入正半周時(shí)，可以在PFC電感LI中的電流降為預(yù)設(shè)的第二電流值時(shí)，將雙向開關(guān)管S5、第一單向開關(guān)元件SI和第四單向開關(guān)元件S4導(dǎo)通，第二單向開關(guān)元件S2和第三單向開關(guān)元件S3關(guān)斷，即與上述非連續(xù)模式相比，在第二單向開關(guān)元件S2開通之前開通雙向開關(guān)管S5，從而得到如圖8所示的本發(fā)明PFC電路實(shí)施例二中的電流回路示意圖三。從圖8可以看出，當(dāng)S5和S4導(dǎo)通后，形成LI、L2、S5和輸入電源AC的回路，通過LI的電流為L2進(jìn)行充電，L2的電流線性增大。當(dāng)L2的電流上升至預(yù)設(shè)的第三電流值時(shí)，此處的第三電流值可以具體為LI的電流，即LI的電流從大減小，L2的電流從O增大，在某一個(gè)時(shí)刻二者電流相等時(shí)，L2、SI的輸出電容、S2的輸出電容形成諧振，從而得到如圖9所示的本發(fā)明PFC電路實(shí)施例二中的電流回路示意圖四。從圖9可以看出，諧振過程中S2的輸出電容的電壓逐漸降低，直到將S2的輸出電容的電壓諧振至O時(shí)才開通S2并關(guān)斷SI，這樣可以實(shí)現(xiàn)S2的ZVS開通和SI的ZVS關(guān)斷，從而減小了 S2的開通損耗和SI的關(guān)斷損耗。從圖6中可以看出，當(dāng)本實(shí)施例的PFC電路工作在連續(xù)模式時(shí)，與圖2所示的現(xiàn)有技術(shù)中圖騰柱的PFC電感電路波形相比，電流波紋和電流的峰值明顯減小，由此則大大減小了功率器件的導(dǎo)通損耗和關(guān)斷損耗，從而提聞PFC電路的效率?；蛘?，在本實(shí)施例中，PFC電路的非連續(xù)模式還可以具體為輕載模式，當(dāng)PFC電路工作于輕載模式時(shí)，電感電流臨界連續(xù)，此時(shí)第一單向開關(guān)元件SI和第二單向開關(guān)元件S2可以不參與工作，PFC電感LI和諧振電感L2可以串聯(lián)組成一個(gè)新的PFC電感。當(dāng)PFC電路工作在輕載模式時(shí)，在一個(gè)工作周期的開始，諧振電感L2中的電流為0，此時(shí)PFC電感LI中的電流也為0，此時(shí)控制將雙向開關(guān)管S5導(dǎo)通，控制將第一單向開關(guān)元件SI、第二單向開關(guān)元件S2、第三單向開關(guān)元件S3和第四單向開關(guān)元件S4關(guān)斷，從而得到如圖10所示的本發(fā)明PFC電路實(shí)施例_■中的電流回路不意圖五。從圖10可以看出，當(dāng)S5導(dǎo)通后，形成LI、L2、S5以及輸入電源AC的回路，通過輸入電源AC給LI和L2充電，LI和L2中的電流上升。如圖6所示，當(dāng)LI或L2中的電流上升至預(yù)設(shè)的某一電流值時(shí)，第四單向開關(guān)元件S4導(dǎo)通，雙向開關(guān)管S5、第一單向開關(guān)元件SI、第二單向開關(guān)元件S2和第三單向開關(guān)元件S3關(guān)斷，從而得到如圖11所示的本發(fā)明PFC電路實(shí)施例二中的電流回路示意圖六。從圖11可以看出，S5和S3關(guān)斷后，形成LI、L2、Dl、Cl、S4以及輸入電源AC的回路，存儲在LI和L2上的能量通過該回路轉(zhuǎn)移到輸出電容Cl上，使得LI和L2上的電流下降為O。接著S5再次導(dǎo)通、Dl截止，從而開始一個(gè)新的LI和L2的充電周期。如圖6所示，當(dāng)PFC電路在輕載模式下工作一段時(shí)間后，由于輸入電壓的電壓值逐漸增大，相應(yīng)地PFC電感的電流也逐漸增大，為了減小電感的體積以及功率器件的導(dǎo)通損耗和關(guān)斷損耗，本實(shí)施例將PFC電路控制為工作在連續(xù)模式。當(dāng)PFC電路工作在連續(xù)模式時(shí)，PFC電路中的ZVT電路開始工作。在交流輸入正半周時(shí)，可以在PFC電感LI中的電流降為預(yù)設(shè)的第二電流值時(shí)，將雙向開關(guān)管S5、第一單向開關(guān)元件SI和第四單向開關(guān)元件S4導(dǎo)通，第二單向開關(guān)元件S2和第三單向開關(guān)元件S3關(guān)斷，即與上述非連續(xù)模式相比，在第二單向開關(guān)元件S2開通之前開通雙向開關(guān)管S5，從而得到如圖8所示的本發(fā)明PFC電路實(shí)施例二中的電流回路示意圖三。從圖8可以看出，當(dāng)S5和S4導(dǎo)通后，形成LI、L2、S5和輸入電源AC的回路，通過LI的電流為L2進(jìn)行充電，L2的電流線性增大。當(dāng)L2的電流上升至預(yù)設(shè)的第三電流值時(shí)，此處的第三電流值可以具體為LI的電流，即LI的電流從大減小，L2的電流從O增大，在某一個(gè)時(shí)刻二者電流相等時(shí)，L2、S1的輸出電容、S2的輸出電容形成諧振，從而得到如圖9所示的本發(fā)明PFC電路實(shí)施例二中的電流回路示意圖四。從圖9可 以看出，諧振過程中S2的輸出電容的電壓逐漸降低，直到將S2的輸出電容的電壓諧振至O時(shí)才開通S2并關(guān)斷SI，這樣可以實(shí)現(xiàn)S2的ZVS開通和SI的ZVS關(guān)斷，從而減小了 S2的開通損耗和SI的關(guān)斷損耗。從圖6中可以看出，當(dāng)本實(shí)施例的PFC電路工作在連續(xù)模式時(shí)，與圖2所示的現(xiàn)有技術(shù)中圖騰柱的PFC電感電路波形相比，電流波紋和電流的峰值明顯減小，由此則大大減小了功率器件的導(dǎo)通損耗和關(guān)斷損耗，從而提聞PFC電路的效率。進(jìn)一步地，上述描述為PFC電路工作在交流輸入正半周時(shí)的工作原理，當(dāng)輸入電源AC的交流輸入為負(fù)半周時(shí)，PFC電路的工作特性與交流輸入正半周時(shí)相同。在交流輸入負(fù)半周時(shí)，本實(shí)施例中的PFC電路同樣工作在混合模式，即工作在非連續(xù)模式和連續(xù)模式，其中，非連續(xù)模式可以具體包括臨界導(dǎo)通模式和輕載模式兩種類型，此處以非連續(xù)模式為臨界導(dǎo)通模式為例進(jìn)行說明。當(dāng)輸入電源在交流輸入負(fù)半周時(shí)，先控制第一單向開關(guān)元件SI和第三單向開關(guān)元件S3導(dǎo)通，控制第二單向開關(guān)元件S2和第四單向開關(guān)元件S4關(guān)斷，從而得到如圖12所示的本發(fā)明PFC電路實(shí)施例二中的電流回路示意圖七。從圖12中可以看出，當(dāng)SI和S3導(dǎo)通后，形成LI、S I、S3和輸入電源AC的回路，輸入電壓通過SI、S3、LI和輸入電源AC組成的回路為PFC電感LI充電，使得LI的電流上升。如圖6所示，當(dāng)PFC電感中的電流上升至預(yù)設(shè)的第一電流值時(shí)，通過控制將第二單向開關(guān)元件S2和第三單向開關(guān)元件S3導(dǎo)通，第一單向開關(guān)元件SI和第四單向開關(guān)元件S4關(guān)斷，從而得到如圖13所示的本發(fā)明PFC電路實(shí)施例二中的電流回路示意圖八。從圖8中可以看出，當(dāng)S2和S3導(dǎo)通后，形成LI、S2、Cl、S3和輸入電源AC的回路，存儲在LI中的能量通過該回路存儲到Cl中，使得LI的電流下降，當(dāng)LI中的電流下降為O后，開始新的周期為LI充電，如此周而復(fù)始地工作。圖14為本發(fā)明PFC電路的控制方法實(shí)施例的流程圖，如圖14所示，本實(shí)施例提供了一種PFC電路的控制方法，該方法具體為對上述圖3或圖4所示的PFC電路進(jìn)行控制，該方法可以具體包括如下步驟步驟1401，控制PFC電路中單向開關(guān)元件組件中的各單向開關(guān)元件交替地導(dǎo)通或關(guān)斷。
本步驟為對PFC電路中單向開關(guān)元件組件進(jìn)行控制，控制單向開關(guān)元件組件中的各單向開關(guān)元件交替地導(dǎo)通或關(guān)斷，從而對PFC電感2的瞬間電流進(jìn)行控制，將PFC電感的瞬間電流的電流波形的包絡(luò)相位控制為與所述輸入電源的輸入波形的包絡(luò)相位相吻合，，即使得電感平均電流與輸入的交流電壓的相位相同。為了減小電路中開關(guān)器件的導(dǎo)通損耗和關(guān)斷損耗，同時(shí)也為了減小電感的體積，本實(shí)施例通過對PFC電路中單向開關(guān)元件組件進(jìn)行控制，以將PFC電路控制為工作在非連續(xù)模式和連續(xù)模式；其中，在所述非連續(xù)模式中，所述PFC電感中的電流的絕對值下降到零后上升，在所述連續(xù)模式中，所述PFC電感中的電流的絕對值下降到非零值后上升。步驟1402，控制ZVT電路在所述單向開關(guān)元件組件中各單向開關(guān)元件導(dǎo)通前工作，以將所述單向開關(guān)元件組件的輸出電容的電壓降為零。本實(shí)施例還對ZVT電路也進(jìn)行控制，以使得ZVT電路在單向開關(guān)元件組件中各單向開關(guān)元件導(dǎo)通前工作，將單向開關(guān)元件組件的輸出電容的電壓降為零，實(shí)現(xiàn)單向開關(guān)元件的ZVS導(dǎo)通，從而減小功率器件的導(dǎo)通損耗和關(guān)斷損耗。
本實(shí)施例提供了一種PFC電路的控制方法，在輸入電壓的低壓段，PFC電感的電感平均電流較小時(shí)，通過控制單個(gè)開關(guān)元件的導(dǎo)通或關(guān)斷，控制PFC電路工作在非連續(xù)模式，具體為控制PFC電路中PFC電感的電感平均電流每次回到O點(diǎn)然后再開始新的上升；在輸入電壓的高壓段，PFC電感的電感平均電流較大時(shí)，通過控制單向開關(guān)元件的導(dǎo)通或關(guān)斷，控制PFC電路工作在連續(xù)模式，具體為控制PFC電路中PFC電感的電感平均電流每次未回到O點(diǎn)就開始新的上升。本實(shí)施例通過控制PFC電感的電感平均電流的電路波形，將電流的峰值減小，從而可以減小PFC電感的體積，降低電路成本，提高PFC電路的效率。且本實(shí)施例中的PFC電路在正負(fù)半周均采用相同的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，使得功率器件得到充分利用，降低了電路成本。圖15和圖16為本發(fā)明通信電源設(shè)備實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖15和圖16所示，本實(shí)施例提供了一種通信電源設(shè)備，可以具體包括直流轉(zhuǎn)直流(Direct Current-DirectCurrent;以下簡稱DC/DC)變換器11、DC/DC控制器12、上述圖3或圖4所示的PFC電路13和PFC控制器14。其中，DC/DC控制器12的一端與DC/DC變換器11的控制端連接，DC/DC控制器12的另一端與DC/DC變換器11的輸出端連接。PFC控制器14用于控制PFC電路13工作，DC/DC變換器11用于對PFC電路13輸出的電壓和電流進(jìn)行調(diào)整。DC/DC控制器12用于控制DC/DC變換器11工作。其中，PFC電路13包括輸入電源、PFC電感、輸出電容、單向開關(guān)元件組件和零電壓轉(zhuǎn)換ZVT電路，其中，所述PFC電感的一端與所述輸入電源連接，所述PFC電感的另一端通過所述單向開關(guān)元件組件連接到所述ZVT電路的一端，所述輸出電容的一端與所述ZVT電路的另一端連接，所述輸出電容的另一端與所述單向開關(guān)元件組件連接，所述ZVT電路的又一端與所述輸入電源連接。DC/DC變換器11的輸入端與輸出電容的與單向開關(guān)元件組件連接的一端連接；PFC控制器14的一端與所述單向開關(guān)元件組件的與所述PFC電感相連的一端連接，PFC控制器14的另一端與所述ZVT電路的與所述輸出電容相連的一端連接。所述單向開關(guān)元件組件中的各單向開關(guān)元件用于交替地導(dǎo)通或關(guān)斷，以控制所述PFC電感的瞬間電流的電流波形的包絡(luò)相位與所述輸入電源的輸入波形的包絡(luò)相位相吻合，且控制所述PFC電路工作在非連續(xù)模式和連續(xù)模式；其中，在所述非連續(xù)模式中，所述PFC電感中的電流的絕對值下降到零后上升，在所述連續(xù)模式中，所述PFC電感中的電流的絕對值下降到非零值后上升。ZVT電路用于在所述單向開關(guān)元件組件中各單向開關(guān)元件導(dǎo)通前，將所述單向開關(guān)元件組件的輸出電容的電壓降為零本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述各方法實(shí)施例的全部或部分步驟可以通過程序指令相關(guān)的硬件來完成。前述的程序可以存儲于一計(jì)算機(jī)可讀取存儲介質(zhì)中。該程序在執(zhí)行時(shí)，執(zhí)行包括上述各方法實(shí)施例的步驟；而前述的存儲介質(zhì)包括R0M、RAM、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質(zhì)。最后應(yīng)說明的是以上各實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解其 依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。
權(quán)利要求
1.一種功率因素校正PFC電路，其特征在于，包括輸入電源、PFC電感、輸出電容、單向開關(guān)元件組件和零電壓轉(zhuǎn)換ZVT電路，其中，所述PFC電感的一端與所述輸入電源連接，所述PFC電感的另一端通過所述單向開關(guān)元件組件連接到所述ZVT電路的一端，所述輸出電容的一端與所述ZVT電路的另一端連接，所述輸出電容的另一端與所述單向開關(guān)元件組件連接，所述ZVT電路的又一端與所述輸入電源連接； 所述單向開關(guān)元件組件中的各單向開關(guān)元件用于交替地導(dǎo)通或關(guān)斷，以控制所述PFC電感的瞬間電流的電流波形的包絡(luò)相位與所述輸入電源的輸入波形的包絡(luò)相位相吻合，且控制所述PFC電路工作在非連續(xù)模式和連續(xù)模式；其中，在所述非連續(xù)模式中，所述PFC電感中的電流的絕對值下降到零后上升，在所述連續(xù)模式中，所述PFC電感中的電流的絕對值下降到非零值后上升； 所述ZVT電路用于在所述單向開關(guān)元件組件中各單向開關(guān)元件導(dǎo)通前，將所述單向開關(guān)元件組件的輸出電容的電壓降為零。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電路，其特征在于，所述單向開關(guān)元件組件中的各單向開關(guān)元件用于交替地導(dǎo)通或關(guān)斷，控制所述PFC電路工作在非連續(xù)模式和連續(xù)模式包括 所述單向開關(guān)元件組件中的各單向開關(guān)元件用于交替地導(dǎo)通或關(guān)斷，當(dāng)所述輸入電源的電壓小于預(yù)設(shè)的電壓閾值時(shí)，控制所述PFC電路工作在非連續(xù)模式；當(dāng)所述輸入電源的電壓大于或等于預(yù)設(shè)的電壓閾值時(shí)，控制所述PFC電路工作在連續(xù)模式。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的電路，其特征在于，所述單向開關(guān)元件組件包括第一單向開關(guān)元件、第二單向開關(guān)元件、第三單向開關(guān)元件和第四單向開關(guān)元件；所述ZVT電路包括第一二極管、第二二極管、諧振電感和雙向開關(guān)管；其中 所述第一單向開關(guān)元件的正極與所述第二單向開關(guān)元件的負(fù)極連接，所述第三單向開關(guān)元件的正極與所述第四單向開關(guān)元件的負(fù)極連接，所述第一單向開關(guān)元件的負(fù)極與所述第三單向開關(guān)元件的負(fù)極連接，所述第二單向開關(guān)元件的正極與所述第四單向開關(guān)元件的正極連接； 所述第一二極管的正極與所述第二二極管的負(fù)極連接，所述第一二極管的負(fù)極與所述第一單向開關(guān)元件的負(fù)極連接，所述第二二極管的正極與所述第二單向開關(guān)元件連接，所述諧振電感的一端與所述第一單向開關(guān)元件的正極連接，所述諧振電感的另一端與所述第一二極管的正極連接，所述雙向開關(guān)管的一端與所述第一二極管的正極連接，所述雙向開關(guān)管的另一端與所述第三單向開關(guān)元件的正極連接； 所述輸出電容的一端與所述第一單向開關(guān)元件的負(fù)極連接，所述輸出電容的另一端與所述第二單向開關(guān)元件的正極連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電路，其特征在于，在輸入電源的交流輸入正半周中，當(dāng)所述PFC電路工作在非連續(xù)模式時(shí)，所述PFC電路中一個(gè)工作周期的工作狀態(tài)為 當(dāng)所述PFC電感中的電流降為零時(shí)，所述第二單向開關(guān)元件和所述第四單向開關(guān)元件導(dǎo)通，所述第一單向開關(guān)元件和所述第三單向開關(guān)元件關(guān)斷； 當(dāng)所述PFC電感中的電流上升至預(yù)設(shè)的第一電流值時(shí)，所述第一單向開關(guān)元件和所述第四單向開關(guān)元件導(dǎo)通，所述第二單向開關(guān)元件和所述第三單向開關(guān)元件關(guān)斷； 當(dāng)所述PFC電路工作在連續(xù)模式時(shí)，所述PFC電路中一個(gè)工作周期的工作狀態(tài)為 當(dāng)所述PFC電感中的電流降為預(yù)設(shè)的第二電流值時(shí)，所述雙向開關(guān)管、所述第一單向開關(guān)元件和所述第四單向開關(guān)元件導(dǎo)通，所述第二單向開關(guān)元件和所述第三單向開關(guān)元件關(guān)斷； 當(dāng)所述諧振電感中的電流等于所述PFC電感中的電流，且所述第二單向開關(guān)元件的輸出電容的電壓諧振至零后，所述第二單向開關(guān)元件和所述第四單向開關(guān)元件導(dǎo)通，所述雙向開關(guān)管、所述第一單向開關(guān)元件和所述第三單向開關(guān)元件關(guān)斷； 當(dāng)所述PFC電感中的電流上升至預(yù)設(shè)的第三電流值時(shí)，所述第一單向開關(guān)元件和所述第四單向開關(guān)元件導(dǎo)通，所述第二單向開關(guān)元件和所述第三單向開關(guān)元件關(guān)斷； 其中，不同工作周期中預(yù)設(shè)的第一電流值各不相同，不同工作周期中預(yù)設(shè)的第二電流值各不相同，不同工作周期中預(yù)設(shè)的第三電流值各不相同。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電路，其特征在于，在輸入電源的交流輸入負(fù)半周中，當(dāng)所述PFC電路工作在非連續(xù)模式時(shí)，所述PFC電路中一個(gè)工作周期的工作狀態(tài)為 當(dāng)所述諧振電感中的電流降為零時(shí)，所述第一單向開關(guān)元件和所述第三單向開關(guān)元件導(dǎo)通，所述第二單向開關(guān)元件和所述第四單向開關(guān)元件關(guān)斷；當(dāng)所述PFC電感中的電流的絕對值上升至預(yù)設(shè)的第一電流值時(shí)，所述第二單向開關(guān)元件和所述第三單向開關(guān)元件導(dǎo)通，所述第一單向開關(guān)元件和所述第四單向開關(guān)元件關(guān)斷；當(dāng)所述PFC電路工作在連續(xù)模式時(shí)，所述PFC電路中一個(gè)工作周期的工作狀態(tài)為當(dāng)所述PFC電感中的電流的絕對值降為預(yù)設(shè)的第二電流值時(shí)，所述雙向開關(guān)管、所述第一單向開關(guān)元件和所述第四單向開關(guān)元件導(dǎo)通，所述第二單向開關(guān)元件和所述第三單向開關(guān)兀件關(guān)斷； 當(dāng)所述諧振電感中的電流等于所述PFC電感中的電流，且所述第二單向開關(guān)元件的輸出電容的電壓諧振至零后，所述第二單向開關(guān)元件和所述第四單向開關(guān)元件導(dǎo)通，所述雙向開關(guān)管、所述第一單向開關(guān)元件和所述第三單向開關(guān)元件關(guān)斷； 當(dāng)所述PFC電感中的電流的絕對值上升至預(yù)設(shè)的第三電流值時(shí)，所述第一單向開關(guān)元件和所述第四單向開關(guān)元件導(dǎo)通，所述第二單向開關(guān)元件和所述第三單向開關(guān)元件關(guān)斷；其中，不同工作周期中預(yù)設(shè)的第一電流值各不相同，不同工作周期中預(yù)設(shè)的第二電流值各不相同，不同工作周期中預(yù)設(shè)的第三電流值各不相同。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電路，其特征在于，在輸入電源的交流輸入正半周中，當(dāng)所述PFC電路工作在非連續(xù)模式時(shí)，所述PFC電路中一個(gè)工作周期的工作狀態(tài)為 當(dāng)所述諧振電感中的電流降為零時(shí)，所述雙向開關(guān)管導(dǎo)通，所述第一單向開關(guān)元件、所述第二單向開關(guān)元件、所述第三單向開關(guān)元件和所述第四單向開關(guān)元件關(guān)斷； 當(dāng)所述PFC電感中的電流上升至預(yù)設(shè)的第一電流值時(shí)，所述第四單向開關(guān)元件導(dǎo)通，所述雙向開關(guān)管、所述第一單向開關(guān)元件、所述第二單向開關(guān)元件和所述第三單向開關(guān)元件關(guān)斷； 當(dāng)所述PFC電路工作在連續(xù)模式時(shí)，所述PFC電路中一個(gè)工作周期的工作狀態(tài)為當(dāng)所述PFC電感中的電流的降為預(yù)設(shè)的第二電流值時(shí)，所述雙向開關(guān)管、所述第一單向開關(guān)元件和所述第四單向開關(guān)元件導(dǎo)通，所述第二單向開關(guān)元件和所述第三單向開關(guān)元件關(guān)斷； 當(dāng)所述諧振電感中的電流等于所述PFC電感中的電流，且所述第二單向開關(guān)元件的輸出電容的電壓諧振至零后，所述第二單向開關(guān)元件和所述第四單向開關(guān)元件導(dǎo)通，所述雙向開關(guān)管、所述第一單向開關(guān)元件和所述第三單向開關(guān)元件關(guān)斷； 當(dāng)所述PFC電感中的電流上升至預(yù)設(shè)的第三電流值時(shí)，所述第一單向開關(guān)元件和所述第四單向開關(guān)元件導(dǎo)通，所述第二單向開關(guān)元件和所述第三單向開關(guān)元件關(guān)斷； 其中，不同工作周期中預(yù)設(shè)的第一電流值各不相同，不同工作周期中預(yù)設(shè)的第二電流值各不相同，不同工作周期中預(yù)設(shè)的第三電流值各不相同。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電路，其特征在于，在輸入電源的交流輸入負(fù)半周中，當(dāng)所述PFC電路工作在非連續(xù)模式時(shí)，所述PFC電路中一個(gè)工作周期的工作狀態(tài)為 當(dāng)所述諧振電感中的電流降為零時(shí)，所述雙向開關(guān)管和所述第四單向開關(guān)元件導(dǎo)通，所述第一單向開關(guān)元件、所述第二單向開關(guān)元件和所述第三單向開關(guān)元件關(guān)斷； 當(dāng)所述PFC電感中的電流上升至預(yù)設(shè)的第一電流值時(shí)，所述雙向開關(guān)管、所述第一單向開關(guān)元件、所述第二單向開關(guān)元件和所述第三單向開關(guān)元件關(guān)斷； 當(dāng)所述PFC電路工作在連續(xù)模式時(shí)，所述PFC電路中一個(gè)工作周期的工作狀態(tài)為當(dāng)所述PFC電感中的電流的絕對值降為預(yù)設(shè)的第二電流值時(shí)，所述雙向開關(guān)管、所述第一單向開關(guān)元件和所述第四單向開關(guān)元件導(dǎo)通，所述第二單向開關(guān)元件和所述第三單向開關(guān)兀件關(guān)斷； 當(dāng)所述諧振電感中的電流等于所述PFC電感中的電流，且所述第二單向開關(guān)元件的輸出電容的電壓諧振至零后，所述第二單向開關(guān)元件和所述第四單向開關(guān)元件導(dǎo)通，所述雙向開關(guān)管、所述第一單向開關(guān)元件和所述第三單向開關(guān)元件關(guān)斷； 當(dāng)所述PFC電感中的電流的絕對值上升至預(yù)設(shè)的第三電流值時(shí),所述第一單向開關(guān)元件和所述第四單向開關(guān)元件導(dǎo)通，所述第二單向開關(guān)元件和所述第三單向開關(guān)元件關(guān)斷；其中，不同工作周期中預(yù)設(shè)的第一電流值各不相同，不同工作周期中預(yù)設(shè)的第二電流值各不相同，不同工作周期中預(yù)設(shè)的第三電流值各不相同。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電路，其特征在于，所述PFC電感的一端與所述輸入電源的正極連接，所述PFC電感的另一端與所述第一單向開關(guān)元件的正極連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電路，其特征在于，所述PFC電感的一端與所述輸入電源的負(fù)極連接，所述PFC電感的另一端與所述第三單向開關(guān)元件的正極連接。
10.一種PFC電路的控制方法，其特征在于，包括 控制PFC電路中單向開關(guān)元件組件中的各單向開關(guān)元件交替地導(dǎo)通或關(guān)斷，以將所述PFC電感的瞬間電流的電流波形的包絡(luò)相位控制為與所述輸入電源的輸入波形的包絡(luò)相位相吻合，且將所述PFC電路控制為工作在非連續(xù)模式和連續(xù)模式；其中，在所述非連續(xù)模式中，所述PFC電感中的電流的絕對值下降到零后上升，在所述連續(xù)模式中，所述PFC電感中的電流的絕對值下降到非零值后上升； 控制ZVT電路在所述單向開關(guān)元件組件中各單向開關(guān)元件導(dǎo)通前工作，以將所述單向開關(guān)元件組件的輸出電容的電壓降為零。
11.一種通信電源設(shè)備，其特征在于，包括直流轉(zhuǎn)直流DC/DC變換器、DC/DC控制器、PFC電路和PFC控制器； 所述PFC控制器的一端連接所述PFC電路的一端，所述PFC控制器的另一端與PFC電路的另一端連接，所述PFC控制器又一端與所述所述DC/DC變換器輸入端連接，所述DC/DC控制器的一端與所述DC/DC變換器的控制端連接，所述DC/DC控制器的另一端與所述DC/DC變換器的輸出端連接； 所述PFC控制器用于控制所述PFC電路工作； 所述DC/DC變換器用于對所述PFC電路輸出的電壓和電流進(jìn)行調(diào)整； 所述DC/DC控制器用于控制所述DC/DC變換器工作； 其中所述PFC電路包括輸入電源、PFC電感、輸出電容、單向開關(guān)元件組件和零電壓轉(zhuǎn)換ZVT電路，其中，所述PFC電感的一端與所述輸入電源連接，所述PFC電感的另一端通過所述單向開關(guān)元件組件連接到所述ZVT電路的一端，所述輸出電容的一端與所述ZVT電路的另一端連接，所述輸出電容的另一端與所述單向開關(guān)元件組件連接，所述ZVT電路的又一端與所述輸入電源連接；所述DC/DC變換器的輸入端連接所述輸出電容中與所述單向開關(guān)元件組件連接的一端；所述PFC控制器的一端連接所述單向開關(guān)元件組件中與所述PFC電感相連的一端，所述PFC控制器的另一端連接所述ZVT電路中與所述輸出電容相連的一端; 所述單向開關(guān)元件組件中的各單向開關(guān)元件用于交替地導(dǎo)通或關(guān)斷，以控制所述PFC電感的瞬間電流的電流波形的包絡(luò)相位與所述輸入電源的輸入波形的包絡(luò)相位相吻合，且控制所述PFC電路工作在非連續(xù)模式和連續(xù)模式；其中，在所述非連續(xù)模式中，所述PFC電感中的電流的絕對值下降到零后上升，在所述連續(xù)模式中，所述PFC電感中的電流的絕對 值下降到非零值后上升； 所述ZVT電路用于在所述單向開關(guān)元件組件中各單向開關(guān)元件導(dǎo)通前，將所述單向開關(guān)元件組件的輸出電容的電壓降為零。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)施例提供一種PFC電路、通信電源設(shè)備和PFC電路的控制方法，PFC電路包括輸入電源、PFC電感、輸出電容、單向開關(guān)元件組件和ZVT電路，PFC電感的一端與輸入電源連接，PFC電感的另一端通過單向開關(guān)元件組件連接到ZVT電路的一端，輸出電容的一端與ZVT電路的另一端連接，輸出電容的另一端與單向開關(guān)元件組件連接，ZVT電路的又一端與所述輸入電源連接；單向開關(guān)元件組件中的各單向開關(guān)元件用于交替地導(dǎo)通或關(guān)斷，控制PFC電感的瞬間電流的電流波形的包絡(luò)相位與輸入電源的輸入波形的包絡(luò)相位相吻合，且控制PFC電路工作在非連續(xù)模式和連續(xù)模式。本發(fā)明實(shí)施例降低了電路成本。
文檔編號H02M1/42GK102832802SQ201210332158
公開日2012年12月19日 申請日期2012年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月10日
發(fā)明者徐 明, 梁永濤, 顧琳琳 申請人:華為技術(shù)有限公司