一种图腾柱无桥电路及其浪涌保护方法、电源模组技术

本发明专利技术实施例涉及电力电子技术领域，公开了一种图腾柱无桥电路及其浪涌保护方法、电源模组，该电路包括并联的慢速桥臂单元和快速桥臂单元，连接在慢速桥臂单元中两个开关管中点以及快速桥臂单元中两个开关管中点之间的交流输入单元，电流采样单元及浪涌保护单元，电流采样单元包括分别与慢速桥臂单元中两个开关管串联的采样电阻该电路能够在电流采样单元采集到浪涌电流时，通过浪涌保护单元控制所述第一慢速开关管、所述第二慢速开关管、所述第一快速开关管和所述第二快速开关管断开，实现对图腾柱无桥电路及电源模组的浪涌保护，且图腾柱无桥电路的电路结构简单，反应速度快。反应速度快。反应速度快。

【技术实现步骤摘要】
一种图腾柱无桥电路及其浪涌保护方法、电源模组


[0001]本专利技术实施例涉及电力电子
，特别涉及一种图腾柱无桥电路及其浪涌保护方法、电源模组。

技术介绍

[0002]在能源转换系统中，电源的转换效率是评价系统的一个重要参数。与传统的功率转换电路相比，无桥电路可以消除部分或者全部二极管，从而降低电路的导通损耗，在高效能源转换上具有优势。而图腾柱无桥(Totem
‑
Pole Bridgeless)电路作为无桥电路的一种，具有电路结构简单和转换效率高等优点，近年来得到越来越普遍的应用。
[0003]在实现本专利技术实施例过程中，专利技术人发现以上相关技术中至少存在如下问题：目前，图腾柱无桥电路由于其电路结构的特性，输入电流必然会经过桥臂单元中的开关管，受限于桥臂单元中开关管的耐冲击电流能力，在交流输入有雷击产生的较大的浪涌电流的情况下，容易损坏桥臂单元中开关管。

技术实现思路

[0004]本申请实施例提供了一种图腾柱无桥电路及其浪涌保护方法、电源模组。
[0005]本专利技术实施例的目的是通过如下技术方案实现的：
[0006]为解决上述技术问题，第一方面，本专利技术实施例中提供了一种图腾柱无桥电路，包括：慢速桥臂单元，包括同向串联的第一慢速开关管和第二慢速开关管；快速桥臂单元，包括同向串联的第一快速开关管和第二快速开关管，所述快速桥臂单元和所述慢速桥臂单元并联连接；交流输入单元，其一端连接在所述第一慢速开关管和所述第二慢速开关管之间，其另一端连接在所述第一快速开关管和所述第二快速开关管之间；电流采样单元，包括第一采样电阻和第二采样电阻，所述第一采样电阻连接在所述交流输入单元和所述第二慢速开关管之间，所述第二采样电阻连接在所述交流输入单元和所述第一慢速开关管之间；浪涌保护单元，其输入端与所述电流采样单元连接，其输出端分别与所述慢速桥臂单元和所述快速桥臂单元连接，所述浪涌保护单元配置为在通过所述电流采样单元采集到浪涌电流时，控制所述第一慢速开关管、所述第二慢速开关管、所述第一快速开关管和所述第二快速开关管断开。
[0007]在一些实施例中，所述浪涌保护单元包括：限流电阻，其一端与所述电流采样单元连接；磁滞比较器，其正相输入端与所述限流电阻的另一端连接，所述磁滞比较器配置为在所述电流采样单元采集到浪涌电流时输出高电平信号；低通滤波器，其输入端与所述限流电阻的另一端连接，其输出端与所述磁滞比较器的反相输入端连接；控制器，其输入端与所述磁滞比较器的输出端连接，其输出端分别与所述第一慢速开关管、所述第二慢速开关管、所述第一快速开关管和所述第二快速开关管的控制端连接，且配置为在所述磁滞比较器输出高电平信号时驱动所述慢速桥臂单元和所述快速桥臂单元中的开关管断开。
[0008]在一些实施例中，所述低通滤波器包括：滤波电阻，连接在所述限流电阻的另一端
和所述磁滞比较器的反相输入端之间；第一滤波电容，其一端与所述限流电阻的另一端连接，其另一端接地；第二滤波电容，其一端与所述磁滞比较器的反相输入端连接，其另一端接地。
[0009]在一些实施例中，所述浪涌保护单元的输入端连接在所述第一采样电阻和所述第二慢速开关管之间，所述第二采样电阻与所述第一慢速开关管连接的一端接地，或者，所述浪涌保护单元的输入端连接在所述第二采样电阻和所述第一慢速开关管之间，所述第一采样电阻与所述第二慢速开关管连接的一端接地。
[0010]在一些实施例中，所述交流输入单元还包括：电磁干扰滤波器，其输入端与交流电源连接，其负极输出端连接在所述第一采样电阻和所述第二采样电阻之间；输入电感，其一端与所述电磁干扰滤波器的正极输出端连接，其另一端连接在所述第一快速开关管和所述第二快速开关管之间。
[0011]在一些实施例中，所述图腾柱无桥电路还包括：浪涌旁路单元，其与所述快速桥臂单元和所述慢速桥臂单元并联连接，所述浪涌旁路单元包括同向串联的第一二极管和第二二极管，所述电磁干扰滤波器的正极输出端连接在所述第一二极管的阴极和所述第二二极管的阳极之间。
[0012]在一些实施例中，所述第一慢速开关管和所述第二慢速开关管的开关与所述交流电源的输出电压的频率同步，所述第一快速开关管和所述第二快速开关管的反向恢复时间比所述第一慢速开关管和所述第二慢速开关管的反向恢复时间短。
[0013]在一些实施例中，所述图腾柱无桥电路还包括：交流输出单元，其与所述快速桥臂单元和所述慢速桥臂单元并联连接，其中，所述交流输出单元包括：输出滤波电容，其与所述快速桥臂单元和所述慢速桥臂单元并联连接；输出负载，其与所述输出滤波电容并联连接。
[0014]为解决上述技术问题，第二方面，本专利技术实施例中提供了一种图腾柱无桥电路的浪涌保护方法，应用于如第一方面所述的图腾柱无桥电路，所述方法包括：通过电流采样单元采集经过慢速桥臂单元的电流；在采集到的电流的变化量超过磁滞比较器的门限时，浪涌保护单元控制慢速桥臂单元和快速桥臂单元中的开关管断开。
[0015]为解决上述技术问题，第三方面，本专利技术实施例提供了一种电源模组，包括：如第一方面所述的图腾柱无桥电路。
[0016]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：区别于现有技术的情况，本专利技术实施例中提供了一种图腾柱无桥电路及其浪涌保护方法、电源模组，该电路包括并联的慢速桥臂单元和快速桥臂单元，连接在慢速桥臂单元中两个开关管中点以及快速桥臂单元中两个开关管中点之间的交流输入单元，电流采样单元及浪涌保护单元，电流采样单元包括分别与慢速桥臂单元中两个开关管串联的采样电阻该电路能够在电流采样单元采集到浪涌电流时，通过浪涌保护单元控制所述第一慢速开关管、所述第二慢速开关管、所述第一快速开关管和所述第二快速开关管断开，实现对图腾柱无桥电路及电源模组的浪涌保护，且电路结构简单，反应速度快。
附图说明
[0017]一个或多个实施例中通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性
说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件/模块和步骤表示为类似的元件/模块和步骤，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
[0018]图1是本专利技术实施例一提供的一种图腾柱无桥电路的结构框图；
[0019]图2是本专利技术实施例一提供的一种图腾柱无桥电路的电路结构示意图；
[0020]图3是本专利技术实施例一提供的另一种图腾柱无桥电路的电路结构示意图；
[0021]图4是本专利技术实施例一提供的另一种图腾柱无桥电路的结构框图；
[0022]图5(a)是图2所示图腾柱无桥电路在交流电源输入正常且为交流电的正半周期时的储能回路示意图；
[0023]图5(b)是图2所示图腾柱无桥电路在交流电源输入正常且为交流电的正半周期时的续流回路示意图；
[0024]图5(c)是图2所示图腾柱无桥电路在交流电源输入正常且为交流电的负半周期时的储能回路示意图；
[0025]图5(d)是图2所示图腾柱无桥电路在交流电源输入正常且为交流电的负半周期时的续流回本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种图腾柱无桥电路，其特征在于，包括：慢速桥臂单元，包括同向串联的第一慢速开关管和第二慢速开关管；快速桥臂单元，包括同向串联的第一快速开关管和第二快速开关管，所述快速桥臂单元和所述慢速桥臂单元并联连接；交流输入单元，其一端连接在所述第一慢速开关管和所述第二慢速开关管之间，其另一端连接在所述第一快速开关管和所述第二快速开关管之间；电流采样单元，包括第一采样电阻和第二采样电阻，所述第一采样电阻连接在所述交流输入单元和所述第二慢速开关管之间，所述第二采样电阻连接在所述交流输入单元和所述第一慢速开关管之间；浪涌保护单元，其输入端与所述电流采样单元连接，其输出端分别与所述慢速桥臂单元和所述快速桥臂单元连接，所述浪涌保护单元配置为在通过所述电流采样单元采集到浪涌电流时，控制所述第一慢速开关管、所述第二慢速开关管、所述第一快速开关管和所述第二快速开关管断开。2.根据权利要求1所述的图腾柱无桥电路，其特征在于，所述浪涌保护单元包括：限流电阻，其一端与所述电流采样单元连接；磁滞比较器，其正相输入端与所述限流电阻的另一端连接，所述磁滞比较器配置为在所述电流采样单元采集到浪涌电流时输出高电平信号；低通滤波器，其输入端与所述限流电阻的另一端连接，其输出端与所述磁滞比较器的反相输入端连接；控制器，其输入端与所述磁滞比较器的输出端连接，其输出端分别与所述第一慢速开关管、所述第二慢速开关管、所述第一快速开关管和所述第二快速开关管的控制端连接，且配置为在所述磁滞比较器输出高电平信号时驱动所述慢速桥臂单元和所述快速桥臂单元中的开关管断开。3.根据权利要求2所述的图腾柱无桥电路，其特征在于，所述低通滤波器包括：滤波电阻，连接在所述限流电阻的另一端和所述磁滞比较器的反相输入端之间；第一滤波电容，其一端与所述限流电阻的另一端连接，其另一端接地；第二滤波电容，其一端与所述磁滞比较器的反相输入端连接，其另一端接地。4.根据权利要求2所述的图腾柱无桥电路，其特征在于，所述浪涌保护单元的输入端连接在所述第一采样电阻和所述第二慢速开关管之间...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢仁践，刘翔，
申请(专利权)人：深圳慧能泰半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：