一种采用模拟控制的单相无整流桥交-直流电源制造技术

本实用新型专利技术公开了一种采用模拟控制的单相无整流桥交

【技术实现步骤摘要】
一种采用模拟控制的单相无整流桥交
‑
直流电源


[0001]本技术涉及电源抑制谐波
，尤其涉及一种采用模拟控制的单相无整流桥交
‑
直流电源。

技术介绍

[0002]随着电力电子技术的快速发展和在各行各业中的广泛应用，接入电网的电力电子开关电源设备成为了电网注入谐波的主要来源，使得电力系统的谐波问题日益严重。谐波的抑制已经引起了国内外专家的关注。抑制谐波的方法有内因和外因两种方案，内因是从源头上抑制谐波，比如通过改善电路拓扑结构和控制方法等因数进行抑制，外因是系统中已经存在谐波，通过在系统中并联滤波器对谐波进行抑制。本技术的功率因数校正技术（简称PFC）就是通过内因的方法来抑制谐波成分从而改善电网品质因数。功率因数校正技术是抑制谐波的内因之一。对于全球工作电压范围(85V
‑
265V)的PFC变换器，一般需要选取两级式结构，然而，传统前级PFC变换器在低压输入时效率较低且结构复杂成本较高。无桥PFC变换器方案解决了这一问题，引起国内外专家和学者的广泛关注，然而，由于该拓扑相比于其他电源结构起步较晚，目前在此领域还未有系统性的综述文献，对于其具体的控制方案更是没有较为权威的文献和可直接利用的控制方法。
[0003]针对以上问题，有方案通过控制交流输入电流，实现对不含整流桥的PFC，即无桥PFC电路的控制。（如名为一种无桥PFC电路的控制方法及装置，申请号：CN201310272184.2），对交流输入电压和正半周期和负半周期的输入电流分别进行采样。通过对这三者采样信号的处理得到开关管的控制信号，并利用所述开关管的控制信号调整无桥PFC的控制环路，使得输入电流有效的对输入电压进行跟随，从而实现功率因数校正的目的。这类方案很好地解决了无桥PFC的控制问题，但仍然存在一些问题，例如该方案中的采样电路较为麻烦，且在正半周期和负半周期的输入电流采样电路中各多出一个二极管器件，这无疑增加了无桥PFC电路的损耗且降低了电路的传输效率。
[0004]所以提供一种采用模拟控制的单相无整流桥交
‑
直流电源，能够解决上述问题。

技术实现思路

[0005]本技术所要解决的技术问题在于，现有的采样电路繁琐，且无桥PFC电路的损耗高，降低了电路的传输效率，所以提供一种采用模拟控制的单相无整流桥交
‑
直流电源，所述采用模拟控制的单相无整流桥交
‑
直流电源包括：
[0006]控制环路、大功率无桥PFC拓扑结构、市电交流输入模块、第一开关控制逻辑、第二开关控制逻辑，输出电压模块、输入电压采样模块、输入电流采样模块和输出电压采样模块；所述市电交流输入模块与所述大功率无桥PFC拓扑结构电连接，同时与所述输入电压采样模块和所述输入电流采样模块电连接，所述输入电压采样模块与第一绝对值电路电连接，与所述控制环路电连接，所述输入电流采样模块通过第二绝对值电路与所述控制环路电连接，所述控制环路同时与所述第一开关管控制逻辑模块和第二开关管控制逻辑模块电
连接，所述第一开关管控制逻辑模块和所述第二开关管控制逻辑模块同时与所述大功率无桥PFC拓扑结构电连接，所述大功率无桥PFC拓扑结构与所述输出电压模块电连接，所述输出电压模块、所述输出电压采样模块和所述控制环路依次串联，所述大功率无桥PFC拓扑结构和所述输出电压模块同时接地；
[0007]还包括辅助电源电路，所述辅助电源电路用于为电路中元件提供5V和12V的供电电压。
[0008]进一步地，所述大功率无桥PFC拓扑结构包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一电感、第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管和第一电容电连接，所述第一MOS管的第同时与所述第三MOS管和所述第一电容电连接，所述第一MOS管的第二端与所述第二MOS管电连接，所述第一MOS管的第三端与所述第一开关管控制逻辑模块和所述第二开关管控制逻辑模块电连接,所述第三MOS管与所述第四MOS管串联后与所述第一MOS管和第二MOS管并联，所述第一电容同时与所述第三MOS管和所述第四MOS管并联，所述第四电阻和所述第五电阻串联后与所述第一电容并联，所述第四电阻和所述第五电阻之间设置有电路与所述输出电压采样模块电连接，所述第一电感、第一电阻、第二电阻和第三电阻依次串联，所述第一电感还与所述第一MOS管和所述第二MOS管之间的电路电连接，所述第三电阻还与所述第三MOS管和所述第四MOS管之间的电路电连接，所述第二电阻和所述第三电阻之间的电路还与所述输入电压采样模块电连接，所述第二电阻和所述第三电阻串联后还与所述市电交流输入模块并联，所述第一电阻和所述第二电阻之间电路还与所述输入电流采样模块电连接，所述第二MOS管还与所述第一开关管控制逻辑模块电连接，所述第三MOS管还同时与所述第一开关管控制逻辑模块和所述第二开关管控制逻辑模块电连接，所述第四MOS管还同时与所述第一开关管控制逻辑模块和所述第二开关管控制逻辑模块电连接。
[0009]进一步地，所述辅助电源电路包括第一辅助电源电路和第二辅助电源电路，所述第一辅助电源电路和所述第二辅助电源电路串联。
[0010]进一步地，所述第一辅助电源电路包括第五MOS管、第六电阻、第七电阻、第二电容、第三电容、第四电容、第一二极管、第二二极管和第一变压器，所述第一变压器的第与外部直流电源的正极电连接，所述第一变压器的第二端与所述第五MOS管电连接，所述第五MOS管与所述外部直流电源的负极电连接，所述第一变压器的第三端与所述第一二极管的正极电连接，所述第一二管的负极同时与所述第三电容和直流12V输出端电连接，所述第二电容和所述第六电阻串联后与所述第一二极管并联，所述第一变压器的第四端和所述第三电容同时接地。
[0011]进一步地，所述第二辅助电源电路包括第二二极管、第四电容、第七电阻和第五电容；所述直流12V输出端与所述第二二极管的正极电连接，所述第二二极管的负极同时与所述直流5V输出端和所述第五电容电连接，所述第五电容接地，所述第四电容和所述第七电阻串联后与所述第二二极管并联。
[0012]进一步地，所述第一绝对值电路和所述第二绝对值电路结构相同，所述第一绝对值电路包括第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第一比较器和第二比较器；
[0013]所述第一比较器的第一端接地，所述第一比较器的第二端与直流12V输出端电连
接，所述第一比较器的正相输入端与所述第八电阻电连接，所述第一比较器的反相输入端与所述第九电阻电连接，所述第一比较器的输出端、所述第九电阻同时与所述第十一电阻电连接，所述第十一电阻与所述第二比较器的正相输入端电连接，所述第二比较器的反相输入端与所述第十电阻和所述第十二电阻电连接，所述第二比较器的第一端接地，所述第二比较器的第二端与直流12V输出端电连接，所述第二比较器的输出端与所述第十三电阻和所述第十二电阻电连接，所述第十三电阻与所述控制环路电连接，所述第十一电阻和所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种采用模拟控制的单相无整流桥交
‑
直流电源，其特征在于，包括：控制环路、大功率无桥PFC拓扑结构、市电交流输入模块、第一开关控制逻辑、第二开关控制逻辑，输出电压模块、输入电压采样模块、输入电流采样模块和输出电压采样模块；所述市电交流输入模块与所述大功率无桥PFC拓扑结构电连接，同时与所述输入电压采样模块和所述输入电流采样模块电连接，所述输入电压采样模块与第一绝对值电路电连接，与所述控制环路电连接，所述输入电流采样模块通过第二绝对值电路与所述控制环路电连接，所述控制环路同时与所述第一开关管控制逻辑模块和第二开关管控制逻辑模块电连接，所述第一开关管控制逻辑模块和所述第二开关管控制逻辑模块同时与所述大功率无桥PFC拓扑结构电连接，所述大功率无桥PFC拓扑结构与所述输出电压模块电连接，所述输出电压模块、所述输出电压采样模块和所述控制环路依次串联，所述大功率无桥PFC拓扑结构和所述输出电压模块同时接地；还包括辅助电源电路，所述辅助电源电路用于为电路中元件提供5V和12V的供电电压。2.根据权利要求1所述的采用模拟控制的单相无整流桥交
‑
直流电源，其特征在于，所述大功率无桥PFC拓扑结构包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一电感、第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管和第一电容电连接，所述第一MOS管的第同时与所述第三MOS管和所述第一电容电连接，所述第一MOS管的第二端与所述第二MOS管电连接，所述第一MOS管的第三端与所述第一开关管控制逻辑模块和所述第二开关管控制逻辑模块电连接,所述第三MOS管与所述第四MOS管串联后与所述第一MOS管和第二MOS管并联，所述第一电容同时与所述第三MOS管和所述第四MOS管并联，所述第四电阻和所述第五电阻串联后与所述第一电容并联，所述第四电阻和所述第五电阻之间设置有电路与所述输出电压采样模块电连接，所述第一电感、第一电阻、第二电阻和第三电阻依次串联，所述第一电感还与所述第一MOS管和所述第二MOS管之间的电路电连接，所述第三电阻还与所述第三MOS管和所述第四MOS管之间的电路电连接，所述第二电阻和所述第三电阻之间的电路还与所述输入电压采样模块电连接，所述第二电阻和所述第三电阻串联后还与所述市电交流输入模块并联，所述第一电阻和所述第二电阻之间电路还与所述输入电流采样模块电连接，所述第二MOS管还与所述第一开关管控制逻辑模块电连接，所述第三MOS管还同时与所述第一开关管控制逻辑模块和所述第二开关管控制逻辑模块电连接，所述第四MOS管还同时与所述第一开关管控制逻辑模块和所述第二开关管控制逻辑模块电连接。3.根据权利要求2所述的采用模拟控制的单相无整流桥交
‑
直流电源，其特征在于，所述辅助电源电路包括第一辅助电源电路和第二辅助电源电路，所述第一辅助电源电路和所述第二辅助电源电路串联。4.根据权利要求3所述的采用模拟控制的单相无整流桥交
‑
直流电源，其特征在于，所述第一辅助电源电路包括第五MOS管、第六电阻、第七电阻、第二电容、第三电容、第四电容、第一二极管、第二二极管和第一变压器，所述第一变压器的第与外部直流电源的正极电连接，所述第一变压器的第二端与所述第五MOS管电连接，所述第五MOS管与所述外部直流电源的负极电连接，所述第一变压器的第三端与所述第一二极管的正极电连接，所述第一二管的负极同时与所述第三电容和直流12V输出端电连接，所述第二电...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛鹏，王艳杰，胡雪峰，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：新型
国别省市：