控制电路和图腾柱PFC拓扑电路制造技术

本发明专利技术适用于电路设计领域，提供了一种控制电路和图腾柱PFC拓扑电路，该控制电路包括电压采集单元和信号输出单元，电压采集单元用于对流过目标检测单元的电流信号进行采样，将采样得到的采样电压信号和内置的参考电压信号发送给信号输出单元，信号输出单元用于比较采样电压信号和参考电压信号，在采样电压信号大于参考电压信号时，输出第一控制信号给受控单元，在采样电压信号小于参考电压信号时，输出第二控制信号给受控单元。本发明专利技术实施例通过根据采样电压信号和参考电压信号控制PFC拓扑电路的开关的导通或者截止，能够有效解决电感电流过零时发生电流倒灌的问题。电流过零时发生电流倒灌的问题。电流过零时发生电流倒灌的问题。

Control circuit and totem pole PFC topology circuit

【技术实现步骤摘要】
控制电路和图腾柱PFC拓扑电路


[0001]本专利技术属于电路设计
，尤其涉及一种控制电路和图腾柱PFC拓扑电路。

技术介绍

[0002]电能是目前为止，被人类应用最广泛的优良能源之一，正因为对电能的应用人类才得以进入如今发达的工业化和信息技术化社会。随着时代的发展，电能在制造传输和应用已经达到较高的水平，为了更加高效的利用电能，我们仍然需要克服许多问题。电力电子技术从诞生到发展，无时无刻不影响着人们利用电能的方式，它在造福我们的同时，同样也带来了谐波和无功的问题。谐波问题和无功问题是人们在电力电子设备普及的今天，所面临的紧要问题。从1992年，国际上已经开始以立法形式解决日益严重的谐波问题了。
[0003]目前市场上采用平均电流控制模式的CCM（Continuous Conduction Mode，连续导通模式）图腾柱PFC(Power Factor Correction，功率因数校正)在轻载模式下大多采用突发模式burst mode，工作在burst mode的PFC只有在输出电压低于预设电压的时候才产生一簇驱动信号，让电感电流工作在CCM模式。而采用burst mode控制策略的PFC在burst mode时会有输出电压不稳、电感电流畸变、电流谐波失真严重等缺点。
[0004]目前市场上的CCM图腾柱PFC在burst mode下的控制方法如图1所示 ：对输出电压进行实时采样，设置一个电压低点A，一个电压高点C，标准输出电压点为B，当检测到输出电压明显低于标准输出电压并达到A点时，打出一簇开关驱动，此时输出电压将迅速上升，在检测到电压上升到B点时，关闭驱动，此后很长一段时间将处于无驱动状态，输出电压靠输出电容中的能量维持，直到电压再次降低到A点，才再次打出一簇驱动。burst mode控制方法将会产生大量的谐波，且母线电压不稳定。由于谐波电流的频率为基波频率的整数倍，高频电流流过导体时，因集肤效应的作用，使导体对谐波电流的有效电阻增加，从而增加了设备的功率损耗、电能损耗，使导体的发热严重。
[0005]传统的平均电流控制模式下电感电流降到零安培时，充电开关管无关断操作，因开关管在导通时是双向导通，电流开始倒灌，电流倒灌将会导致大量谐波的产生、输出电流不规律和电源效率下降等问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种控制电路和图腾柱PFC拓扑电路，旨在解决电感电流过零时发生电流倒灌的问题。
[0007]本专利技术是这样实现的，一种控制电路，包括电压采集单元和信号输出单元；所述电压采集单元，分别与目标检测单元和所述信号输出单元相连接，用于对流过所述目标检测单元的电流信号进行采样，将采样得到的采样电压信号和内置的参考电压信号发送给所述信号输出单元；所述信号输出单元，与受控单元相连接，用于比较所述采样电压信号和所述参考电压信号，在所述采样电压信号大于所述参考电压信号时，输出第一控制信号给所述受控
单元，在所述采样电压信号小于所述参考电压信号时，输出第二控制信号给所述受控单元。
[0008]进一步地，所述电压采集单元包括霍尔传感器，所述电压采样单元包括第一输出接口和第二输出接口；所述霍尔传感器，与所述目标检测单元相连接，用于对流过所述目标检测单元的电流信号进行采样，将采样得到的采样电压信号通过所述第一输出接口发送给所述信号输出单元的同时，将所述参考电压信号通过所述第二输出接口发送给所述信号输出单元。
[0009]进一步地，所述信号输出单元包括第一输入端、第二输入端、第一输出端、第二输出端、第一比较器、第二比较器、第一使能开关、第二使能开关、第一电容和第二电容；所述第一输入端与所述电压采样单元的第一输出接口相连接，所述第二输入端与所述电压采样单元的第二输出接口相连接；所述第一比较器的第一端与所述第一输入端相连接，所述第一比较器的第二端与所述第二输入端相连接，所述第一比较器的第三端与所述第一使能开关的第一端相连接，所述第一使能开关的第二端连接所述第一输出端；所述第二比较器的第一端与所述第一输入端相连接，所述第二比较器的第二端与所述第二输入端相连接，所述第二比较器的第三端与所述第二使能开关的第一端相连接，所述第二使能开关的第二端连接所述第二输出端；所述第一电容的第一端连接所述第一比较器的第三端，所述第一电容的第二端接地；所述第二电容的第一端连接所述第二比较器的第三端，所述第二电容的第二端接地。
[0010]本专利技术实施例还提供了一种图腾柱PFC拓扑电路，包括上述所述的控制电路和PFC拓扑电路，所述PFC拓扑电路包括第一电感、第一开关管和第二开关管；所述控制电路，与所述PFC拓扑电路相连接，用于对流过所述第一电感的电流信号进行采样，根据采样得到的采样电压信号和内置的参考电压信号，输出第一控制信号或第二控制信号给PFC拓扑电路；所述PFC拓扑电路，用于根据所述第一控制信号控制所述第一开关管导通或断开，或者根据所述第二控制信号控制所述第二开关管导通或断开，以通过导通或者断开所述第一开关管或第二开关管防止流经所述第一电感的电感电流出现倒灌。
[0011]进一步地，所述PFC拓扑电路还包括交流电源、第一二极管、第二二极管、第三电容和第一电阻；所述第一开关管的第一端与所述第二开关管的第二端相连接，所述第一开关管的第二端与所述第一二极管的负极相连接，所述第一开关管的第三端与所述控制电路的第一输出端相连接；所述第二开关管的第一端与所述第二二极管的正极相连接，所述第二开关管的第三端与所述控制电路的第二输出端相连接；所述第一二极管的正极与所述第二二极管的负极相连接；所述第三电容与所述第一电阻并联后，连接于所述第一开关管的第二端和所述第二开关管的第一端之间；所述控制电路的霍尔传感器与所述第一电感串联后，连接于所述交流电源的第一
输出端和所述第一开关管的第一端之间；所述交流电源的第二输出端与所述第一二极管的正极相连接。
[0012]进一步地，所述第一开关管为氮化镓开关器件。
[0013]进一步地，所述第二开关管为氮化镓开关器件。
[0014]本专利技术与现有技术相比，有益效果在于：本专利技术实施例提供的控制线路，通过电压采集单元对流经该PFC拓扑电路的第一电感的电流信号进行采样，将得到采样电压信号和参考电压信号发送给信号输出单元，该信号输出单元比较该采样电压信号和该参考电压信号，输出第一控制信号给该PFC拓扑电路的第一开关管，或输出第二控制信号给该PFC拓扑电路的第二开关管。本专利技术实施例通过根据采样电压信号和参考电压信号控制PFC拓扑电路的开关的导通或者截止，能够有效解决电感电流过零时发生电流倒灌的问题。
附图说明
[0015]图1是现有技术提供的burst mode的工作波形图；图2是本专利技术实施例提供的电感出现电流倒灌和防倒灌的工作波形图；图3是本专利技术实施例提供的控制电路的结构示意图；图4是本专利技术实施例提供的信号输出单元的结构示意图；图5是本专利技术实施例提供的PFC拓扑电路的结构示意图；图6是本专利技术实施例提供的交流电源在正半周时，第二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种控制电路，其特征在于，包括电压采集单元和信号输出单元；所述电压采集单元，分别与目标检测单元和所述信号输出单元相连接，用于对流过所述目标检测单元的电流信号进行采样，将采样得到的采样电压信号和内置的参考电压信号发送给所述信号输出单元；所述信号输出单元，与受控单元相连接，用于比较所述采样电压信号和所述参考电压信号，在所述采样电压信号大于所述参考电压信号时，输出第一控制信号给所述受控单元，在所述采样电压信号小于所述参考电压信号时，输出第二控制信号给所述受控单元。2.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述电压采集单元包括霍尔传感器，所述电压采样单元包括第一输出接口和第二输出接口；所述霍尔传感器，与所述目标检测单元相连接，用于对流过所述目标检测单元的电流信号进行采样，将采样得到的采样电压信号通过所述第一输出接口发送给所述信号输出单元的同时，将所述参考电压信号通过所述第二输出接口发送给所述信号输出单元。3.如权利要求2所述的控制电路，其特征在于，所述信号输出单元包括第一输入端、第二输入端、第一输出端、第二输出端、第一比较器、第二比较器、第一使能开关、第二使能开关、第一电容和第二电容；所述第一输入端与所述电压采样单元的第一输出接口相连接，所述第二输入端与所述电压采样单元的第二输出接口相连接；所述第一比较器的第一端与所述第一输入端相连接，所述第一比较器的第二端与所述第二输入端相连接，所述第一比较器的第三端与所述第一使能开关的第一端相连接，所述第一使能开关的第二端连接所述第一输出端；所述第二比较器的第一端与所述第一输入端相连接，所述第二比较器的第二端与所述第二输入端相连接，所述第二比较器的第三端与所述第二使能开关的第一端相连接，所述第二使能开关的第二端连接所述第二输出端；所述第一电容的第一端连接所述第一比...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙冬冬，
申请(专利权)人：广东高斯宝电气技术有限公司，
类型：发明
国别省市：