无桥pfc电路电感电流采样装置及方法
【专利摘要】本发明公开了一种无桥PFC电路电感电流采样装置及方法。该装置包括：第一采样单元、第二采样单元、以及第三采样单元，无桥PFC电路电感电流采样装置与无桥PFC电路相连接，其中，第一采样单元与无桥PFC电路的第一开关管串联，用于对流过第一开关管的电流进行采样，获取第一采样信号V1；第二采样单元与无桥PFC电路的第二开关管串联，用于对流过第二开关管的电流进行采样，获取第二采样信号V2；第三采样单元的一端与无桥PFC电路的接地端连接，另一端与无桥PFC电路的PFC电容的负输出端连接，用于对流过无桥PFC电路的升压二极管的电流进行采样，获取第三采样信号V3。
【专利说明】无桥PFC电路电感电流采样装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电学领域，特别是涉及一种无桥功率因数校正(Power FactorCorrection，简称为PFC)电路电感电流采样装置及方法。
【背景技术】
[0002]随着现代工业的飞速发展，对于电源供电系统的要求日益增高，绿色、节能已经成为电源的应用趋势。因此，高效、高功率密度的功率变换拓扑日益受到工业界的青睐。无桥功率因数校正电路由于其高效、高功率密度特性，正逐步应用到高效、高功率密度的电源模块中。
[0003]在无桥PFC电路中，需要采样电感电流进行环路控制，从而保证交流输入电流跟随交流输入电压，实现功率因数校正功能。相比于传统的PFC电路，无桥PFC电路的升压电感直接耦接于交流电压输入端，增加了电感电流采样的难度。
[0004]对于无桥PFC电路，目前的电感电流采样方式为:
[0005]图1是现有技术中双电阻采样方式的示意图，如图1所示，在无桥PFC电路开关支路中，分别串联两个采样单元Rsl、Rs2，用以采样流过无桥PFC开关管中的电流，即无桥PFC电路中电感电流的上升沿。采用此方式采样无桥PFC电路电感电流，存在如下缺陷:交流输入电压很高时，无桥PFC Boost电路的占空比很小，由于存在采样延时等问题，采样电路采样不到电感电流，引起控制环路失控，电源存在可靠性隐患。
[0006]图2是现有技术中双电流互感器采样方式的示意图，如图2所示，在无桥PFC电路电感L12和开关管S12第一端之间，串联第一电流互感器Pl ;在无桥PFC电路电感L22和二极管D22的阳极之间串联第二电流互感器P2。通过计算流过第一电流互感器和第二电流互感器的电流之和(11+12)，表征流过无桥PFC开关管中的电流，即无桥PFC电路中电感电流的上升沿。同样地，此采样装置存在如下缺陷:交流输入电压很高时，无桥PFC Boost电路的占空比很小，由于存在的采样延时等问题，采样电路采样不到电感电流，引起控制环路失控，电源存在可靠性隐患。
【发明内容】
[0007]本发明提供一种无桥PFC电路电感电流采样装置及方法，以解决现有技术在无桥PFC电路中交流高压输入时，由于PFC电路占空比很小，从而在进行电感电流采样时导致电源可靠性降低的问题。
[0008]本发明提供一种无桥PFC电路电感电流采样装置，包括:第一采样单元、第二采样单元、以及第三采样单元，无桥PFC电路电感电流采样装置与无桥PFC电路相连接，其中，第一采样单元与无桥PFC电路的第一开关管串联，用于对流过第一开关管的电流进行采样，获取第一采样信号Vl ;第二采样单元与无桥PFC电路的第二开关管串联，用于对流过第二开关管的电流进行采样，获取第二采样信号V2 ;第三采样单元的一端与无桥PFC电路的接地端连接，另一端与无桥PFC电路的PFC电容的负输出端连接，用于对流过无桥PFC电路的升压二极管的电流进行采样，获取第三采样信号V3。
[0009]优选地，第一采样单元为第一采样电阻或第一电流互感装置，第二采样单元为第二采样电阻或第二电流互感装置，第三采样单元为第三采样电阻或第三电流互感装置。
[0010]优选地，第一采样单元为第一采样电阻Rsl、第二采样单元为第二采样电阻Rs2、第三采样单元为第三采样电阻Rs3 ;无桥PFC电路的第一电感LI的第一端与无桥PFC电路的交流电源的第一端相连，第一电感LI的第二端与无桥PFC电路的第一升压二极管Dl的阳极相连，并且连接到无桥PFC电路的第一开关管SI的第一端；第一开关管SI的第二端与第一米样电阻Rsl的第一端相连；第一米样电阻Rsl的第二端与无桥PFC电路的接地端相连；第一升压二极管Dl的阴极与无桥PFC电路的PFC电容Cl的正输入端相连；无桥PFC电路的第二电感L2的第一端与交流电源的第二端相连，第二电感L2的第二端与无桥PFC电路的第二升压二极管D2的阳极相连，并且连接到无桥PFC电路的第二开关管S2第一端；第二开关管S2第二端与第二采样电阻Rs2的第一端相连；第二采样电阻Rs2的第二端与无桥PFC电路的接地端相连；第二升压二极管D2的阴极与无桥PFC电路的PFC电容Cl的正输入端相连；第三采样电阻Rs3的第一端与无桥PFC电路的接地端相连，第三采样电阻Rs3的第二端与无桥PFC电路的PFC电容Cl的负输出端相连；负载的第一端与电解电容Cl的正输入端相连，负载的第二端与电解电容Cl的负输出端相连。
[0011]优选地，第一采样单元为第一电流互感装置，第二采样单元为第二电流互感装置，第三采样单元为第三电流互感装置；第一电流互感装置包括:第一电流互感器CTl、第五电阻R5、第五二极管D5、以及第四采样电阻Rs4，第一电流互感器CTl的副边第一端与第五电阻R5的第一端相连,第五二极管D5的阳极与第五电阻R5的第一端相连,第五二极管D5的阴极与第四采样电阻Rs4的第一端相连，第五电阻R5的第二端与第四采样电阻Rs4的第二端相连；第二电流互感装置包括:第二电流互感器CT2、第六电阻R6、第六二极管D6、以及第五米样电阻Rs5,第二电流互感器CT2的副边第一端与第六电阻R6的第一端相连,第六二极管D6的阳极与第六电阻R6的第一端相连，第六二极管D6的阴极与第五采样电阻Rs5的第一端相连，第六电阻R6的第二端与第五采样电阻Rs5的第二端相连；第三电流互感装置包括:第三电流互感器CT3、第七电阻R7、第七二极管D7、以及第六采样电阻Rs6，第三电流互感器CT3的副边第一端与第七电阻R7第一端相连，第七二极管D7的阳极与第七电阻R7的第一端相连，第七二极管D7的阴极与第六采样电阻Rs6的第一端相连，第七电阻R7的第二端与第六采样电阻Rs6的第二端相连。
[0012]优选地，无桥PFC电路的第一电感LI的第一端与无桥PFC电路的交流电源的第一端相连，第一电感LI的第二端与无桥PFC电路的第一升压二极管Dl的阳极相连，并且连接到无桥PFC电路的第一开关管SI的第一端；第一电流互感器CTl的原边第一端与无桥PFC电路的第一开关管SI的第二端相连，第一电流互感器CTl的原边第二端与无桥PFC电路的接地端相连；第一电流互感器CTl的副边第二端与无桥PFC电路的接地端相连；第五电阻R5的第二端和第四采样电阻Rs4的第二端连接到无桥PFC电路的接地端；第一升压二极管Dl的阴极与无桥PFC电路的PFC电容Cl的正输入端相连；无桥PFC电路的第二电感L2的第一端与交流电源的第二端相连，第二电感L2的第二端与无桥PFC电路的第二升压二极管D2的阳极相连，并且连接到无桥PFC电路的第二开关管S2第一端；第二电流互感器CT2的原边第一端与无桥PFC电路的第二开关管S2第二端相连，第二电流互感器CT2的原边第二端与无桥PFC电路的接地端相连；第二电流互感器CT2的副边第二端与无桥PFC电路的接地端相连；第六电阻R6的第二端和第五采样电阻Rs5的第二端连接到无桥PFC电路的接地端；第二升压二极管D2的阴极与无桥PFC电路的PFC电容Cl的正输入端相连；第三电流互感器CT3的原边第一端与无桥PFC电路的PFC电容Cl的负输出端相连，第三电流互感器CT3的原边第二端与无桥PFC电路的接地端相连；第三电流互感器CT3的副边第二端与无桥PFC电路的接地端相连；第七电阻R7的第二端与第六采样电阻Rs6的第二端连接到无桥PFC电路的接地端；负载的第一端与电解电容Cl的正输入端相连,负载的第二端与电解电容Cl的负输出端相连。
[0013]优选地，无桥PFC电路电感电流采样装置与无桥PFC电路控制系统和电压采样装置相连接，无桥PFC电路控制系统连接电压采样装置，无桥PFC电路控制系统用于接收无桥PFC电路电感电流采样装置发送的第一采样信号V1、第二采样信号V2、以及第三采样信号V3 ;并接收电压采样装置发送的交流输入电压采样信号Ul和UN。
[0014]优选地，电压采样装置包括:第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、以及第四电阻R4，第一电阻Rl的第一端与无桥PFC电路的交流电源的第一端相连，第一电阻Rl的第二端与第二电阻R2的第一端相连，第二电阻R2的第二端接地，第三电阻R3的第一端与无桥PFC电路的交流电源的第二端相连，第三电阻R3的第二端和第四电阻R4的第一端相连接，第四电阻R4的第二端接地；第一电阻Rl的第二端和第二电阻R2的第一端连接到无桥PFC电路控制系统，第三电阻R3的第二端和第四电阻R4的第一端连接到无桥PFC电路控制系统。
[0015]本发明还提供了一种用于上述无桥PFC电路电感电流采样装置的无桥PFC电路电感电流采样信号确定方法，包括:无桥PFC电路控制系统根据电压采样装置发送的交流输入电压采样信号队和Un对无桥PFC电路电感电流采样装置发送的第一采样信号V1、第二采样信号V2、以及第三采样信号V3进行选择，确定无桥PFC电路电感电流采样信号。
`[0016]优选地，获取交流输入电压采样信号Ul和UN，并根据公式I计算Uac ；
[0017]Ubc=Ul-Un公式 I ;
[0018]如果Uac>0,并且Uac ^ Uacref,则无桥PFC电路控制系统选择第一米样信号Vl作为无桥PFC电路电感电流采样信号；其中，0〈Uacref < Upeak7Uacref为参考电平，Upeak为交流输入电压峰值；如果Uac>0,并且Uac>Uacref,贝U无桥PFC电路控制系统选择第三采样信号V3作为无桥PFC电路电感电流采样信号；如果Uac < 0，并且Uac ^ -Uacref，则无桥PFC电路控制系统选择第二采样信号V2作为无桥PFC电路电感电流的采样信号；如果Uac ^ O,并且Uac〈-Uacref，则无桥PFC电路控制系统选择第三采样信号V3作为无桥PFC电路电感电流采样信号。
[0019]优选地，上述方法还包括:根据无桥PFC电路电感电流采样信号向无桥PFC电路输出驱动信号。
[0020]本发明有益效果如下:
[0021]通过使用三个采样单元采样流过无桥PFC电路开关管和二极管中的电流，信号经过采样与调理后，送至无桥PFC电路控制系统进行相关的运算与控制，减小了控制的难度与复杂度，此外，使用三个采样单元采样流过无桥PFC电路开关管和二极管中的电流，能够完全表征无桥PFC电路升压电感中的电流；采样更为全面，控制更为灵活，能够有效解决交流输入电压很高，占空比很小情况下，控制环路失控的问题。
[0022]上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的【具体实施方式】。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中:
[0024]图1是现有技术中双电阻采样方式的示意图；
[0025]图2是现有技术中双电流互感器采样方式的示意图；
[0026]图3是本发明实施例的无桥PFC电路电感电流采样装置的结构示意图；
[0027]图4是本发明实施例的实例I的结构示意图；
[0028]图5是本发明实施例的实例2的示意图；
[0029]图6是本发明实施例的无桥PFC电路控制系统连接关系的示意图；
[0030]图7是本发明实施例的无桥PFC电路电感电流采样信号确定方法的流程图；
[0031]图8是本发明实施例的确定无桥PFC电路电感电流采样信号的流程图。
【具体实施方式】
[0032]下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
[0033]为了解决现有技术在无桥PFC电路中交流高压输入时，由于PFC电路占空比很小，从而在进行电感电流采样时导致电源可靠性降低的问题，本发明提供了一种无桥PFC电路电感电流采样装置及方法，以下结合附图以及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不限定本发明。
[0034]装置实施例
[0035]根据本发明的实施例，提供了一种无桥PFC电路电感电流采样装置，图3是本发明实施例的无桥PFC电路电感电流采样装置的结构示意图，如图3所示，根据本发明实施例的无桥PFC电路电感电流采样装置包括:
[0036]第一采样单元、第二采样单元、以及第三采样单元，无桥PFC电路电感电流采样装置与无桥PFC电路相连接，其中，第一采样单元与无桥PFC电路的第一开关管串联，用于对流过第一开关管的电流进行采样，获取第一采样信号Vl ;第二采样单元与无桥PFC电路的第二开关管串联，用于对流过第二开关管的电流进行采样，获取第二采样信号V2;第三采样单元的一端与无桥PFC电路的接地端连接，另一端与无桥PFC电路的PFC电容的负输出端连接，用于对流过无桥PFC电路的升压二极管的电流进行采样，获取第三采样信号V3。
[0037]在本发明实施例中，第一采样单元为第一采样电阻或第一电流互感装置，第二采样单元为第二采样电阻或第二电流互感装置，第三采样单元为第三采样电阻或第三电流互感装置。
[0038]下面以两个实例对本发明实施例的上述技术方案进行说明。
[0039]实例I，第一采样单元为第一采样电阻Rsl、第二采样单元为第二采样电阻Rs2、第三采样单元为第三采样电阻Rs3。
[0040]图4是本发明实施例的实例I的结构示意图，如图4所示，无桥PFC电路的第一电感LI的第一端与无桥PFC电路的交流电源的第一端相连，第一电感LI的第二端与无桥PFC电路的第一升压二极管Dl的阳极相连，并且连接到无桥PFC电路的第一开关管SI的第一端；第一开关管SI的第二端与第一采样电阻Rsl的第一端相连，并且送出无桥PFC电路电感电流的第一采样信号Vl ;第一采样电阻Rsl的第二端与无桥PFC电路的接地端相连；第一升压二极管Dl的阴极与无桥PFC电路的PFC电容Cl的正输入端相连；
[0041]无桥PFC电路的第二电感L2的第一端与交流电源的第二端相连，第二电感L2的第二端与无桥PFC电路的第二升压二极管D2的阳极相连，并且连接到无桥PFC电路的第二开关管S2第一端；第二开关管S2第二端与第二采样电阻Rs2的第一端相连，并且送出无桥PFC电路电感电流的第二采样信号V2 ;第二采样电阻Rs2的第二端与无桥PFC电路的接地端相连；第二升压二极管D2的阴极与无桥PFC电路的PFC电容Cl的正输入端相连；
[0042]第三采样电阻Rs3的第一端与无桥PFC电路的接地端相连，第三采样电阻Rs3的第二端与无桥PFC电路的PFC电容Cl的负输出端相连，并且送出无桥PFC电路电感电流的第三采样信号V3 ;负载的第一端与电解电容Cl的正输入端相连，负载的第二端与电解电容Cl的负输出端相连。
[0043]实例2，第一采样单元为第一电流互感装置，第二采样单元为第二电流互感装置，第三采样单元为第三电流互感装置；
[0044]图5是本发明实施例的实例2的示意图，如图5所示，第一电流互感装置包括:第一电流互感器CT1、第五电阻R5、第五二极管D5、以及第四采样电阻Rs4，第一电流互感器CTl的副边第一端与第五电阻R5的第一端相连，第五二极管D5的阳极与第五电阻R5的第一端相连，第五二极管D5的阴极与第四采样电阻Rs4的第一端相连，，并且送出无桥PFC电路电感电流的第一米样信号VI,第五电阻R5的第二端与第四米样电阻Rs4的第二端相连；
[0045]第二电流互感装置包括:第二电流互感器CT2、第六电阻R6、第六二极管D6、以及第五米样电阻Rs5,第二电流互感器CT2的副边第一端与第六电阻R6的第一端相连,第六二极管D6的阳极与第六电阻R6的第一端相连,第六二极管D6的阴极与第五米样电阻Rs5的第一端相连，并且送出无桥PFC电路电感电流的第二采样信号V2 ;第六电阻R6的第二端与第五米样电阻Rs5的第二端相连；
[0046]第三电流互感装置包括:第三电流互感器CT3、第七电阻R7、第七二极管D7、以及第六采样电阻Rs6，第三电流互感器CT3的副边第一端与第七电阻R7第一端相连，第七二极管D7的阳极与第七电阻R7的第一端相连，第七二极管D7的阴极与第六采样电阻Rs6的第一端相连，并且送出无桥PFC电路电感电流的第三采样信号V3 ;第七电阻R7的第二端与第六米样电阻Rs6的第二端相连。
[0047]无桥PFC电路的第一电感LI的第一端与无桥PFC电路的交流电源的第一端相连，第一电感LI的第二端与无桥PFC电路的第一升压二极管Dl的阳极相连，并且连接到无桥PFC电路的第一开关管SI的第一端；第一电流互感器CTl的原边第一端与无桥PFC电路的第一开关管SI的第二端相连，第一电流互感器CTl的原边第二端与无桥PFC电路的接地端相连；第一电流互感器CTl的副边第二端与无桥PFC电路的接地端相连；第五电阻R5的第二端和第四采样电阻Rs4的第二端连接到无桥PFC电路的接地端；第一升压二极管Dl的阴极与无桥PFC电路的PFC电容Cl的正输入端相连；
[0048]无桥PFC电路的第二电感L2的第一端与交流电源的第二端相连，第二电感L2的第二端与无桥PFC电路的第二升压二极管D2的阳极相连，并且连接到无桥PFC电路的第二开关管S2第一端；第二电流互感器CT2的原边第一端与无桥PFC电路的第二开关管S2第二端相连，第二电流互感器CT2的原边第二端与无桥PFC电路的接地端相连；第二电流互感器CT2的副边第二端与无桥PFC电路的接地端相连；第六电阻R6的第二端和第五采样电阻Rs5的第二端连接到无桥PFC电路的接地端；第二升压二极管D2的阴极与无桥PFC电路的PFC电容Cl的正输入端相连；
[0049]第三电流互感器CT3的原边第一端与无桥PFC电路的PFC电容Cl的负输出端相连，第三电流互感器CT3的原边第二端与无桥PFC电路的接地端相连；第三电流互感器CT3的副边第二端与无桥PFC电路的接地端相连；第七电阻R7的第二端与第六采样电阻Rs6的第二端连接到无桥PFC电路的接地端；负载的第一端与电解电容Cl的正输入端相连，负载的第二端与电解电容Cl的负输出端相连。
[0050]图6是本发明实施例的无桥PFC电路控制系统连接关系的示意图，如图6所示，无桥PFC电路电感电流采样装置与无桥PFC电路控制系统和电压采样装置相连接，无桥PFC电路控制系统连接电压采样装置，无桥PFC电路控制系统用于接收无桥PFC电路电感电流采样装置发送的第一采样信号V1、第二采样信号V2、以及第三采样信号V3 ;并接收电压采样装置发送的交流输入电压采样信号Uac。
[0051 ] 也就是说，无桥PFC电路控制系统通过电阻Rl和R2，对交流输入L线进行采样，得到交流输入L线电压采样信号Ul ;无桥PFC电路控制系统通过电阻R3和R4，对交流输入N线进行采样，得到交流输入N线电压采样信号Un ;无桥PFC电路控制系统读取交流输入L线电压采样信号Ul和交流输入N线电压采样信号Un,计算交流输入电压信号Uac (Ubc=Ul-Un)，通过对交流输入电压信号Uac的判断，确定无桥PFC电路电感电流采样信号Signal ;通过相关运算，无桥PFC电路控制系统输出驱动信号给无桥PFC电路，保证无桥PFC电路稳定工作，使得交流输入电流跟随交流输入电压，实现功率因数校正目的。
[0052]具体地，电压采样装置包括:第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、以及第四电阻R4，第一电阻Rl第第一端与无桥PFC电路的交流电源的第一端相连，第一电阻Rl的第二端与第二电阻R2的第一端相连，第二电阻R2的第二端接地，第三电阻R3的第一端与无桥PFC电路的交流电源的第二端相连，第三电阻R3的第二端和第四电阻R4的第一端相连接，第四电阻R4的第二端接地；第一电阻Rl的第二端和第二电阻R2的第一端连接到无桥PFC电路控制系统，第三电阻R3的第二端和第四电阻R4的第一端连接到无桥PFC电路控制系统。
[0053]综上所述，本发明实施例所述的无桥PFC电路电感电流采样装置，三个采样单元负责采样流过无桥PFC电路开关管和二极管中的电流，完全表征无桥PFC电路电感中的电流；采样更为全面，控制更为灵活，能够有效避免交流输入电压很高，占空比很小情况下，控制环路失控。[0054]方法实施例
[0055]根据本发明的实施例，提供了一种无用于上述无桥PFC电路电感电流采样装置的无桥PFC电路电感电流采样信号确定方法，图7是本发明实施例的无桥PFC电路电感电流采样信号确定方法的流程图，如图7所示，根据本发明实施例的无桥PFC电路电感电流采样控制方法包括如下处理:
[0056]步骤701，无桥PFC电路控制系统获取电压采样装置发送的交流输入电压采样信号Ul和Un和所述无桥PFC电路电感电流采样装置发送的第一采样信号V1、第二采样信号V2、以及第三采样信号V3 ；
[0057]步骤702，无桥PFC电路控制系统根据电压采样装置发送的交流输入电压采样信号Ul和Un对所述无桥PFC电路电感电流采样装置发送的第一采样信号V1、第二采样信号V2、以及第三采样信号V3进行选择，确定无桥PFC电路电感电流采样信号。
[0058]步骤702具体包括如下处理:
[0059]图8是本发明实施例的确定无桥PFC电路电感电流采样信号的流程图，如图8所示:
[0060]所述无桥PFC电路控制系统获取交流输入电压采样信号Ul和Un,并根据公式I计算 Uac ；
[0061]Ubc=Ul-Un公式 I ;
[0062]如果Uac>0,并且Uac ^ Uacref,则所述无桥PFC电路控制系统选择第一米样信号Vl作为无桥PFC电路电感电流采样信号Signal ;其中，0〈Uacref < Upeak, Uacref为参考电平，Upeak为交流输入电压峰值；
[0063]如果Uac>0,并且Uac>Uacref,则所述无桥PFC电路控制系统选择第三米样信号V3作为无桥PFC电路电感电流采样信号Signal ；
[0064]如果Uac ( O,并且Uac≤-Uacref,则所述无桥PFC电路控制系统选择第二米样信号V2作为无桥PFC电路电感电流的采样信号Signal ；
[0065]如果Uac ( O,并且Uac〈_Uacref,则所述无桥PFC电路控制系统选择第三米样信号V3作为无桥PFC电路电感电流采样信号Signal。
[0066]优选地，在进行了上述处理后，无桥PFC电路控制系统根据所述无桥PFC电路电感电流米样信号向所述无桥PFC电路输出驱动信号。
[0067]如上所述，如图6所示，无桥PFC电路控制系统通过采样电阻Rl和R2，对交流输入L线进行采样，得到交流输入L线电压采样信号队；无桥PFC电路控制系统通过采样电阻R3和R4，对交流输入N线进行采样，得到交流输入N线电压采样信号Un ;无桥PFC电路控制系统读取交流输入L线电压采样信号Ul和交流输入N线电压采样信号UN，计算交流输入电压信号Uac (Ubc=Ul-Un)，通过对交流输入电压信号Uac的判断，确定无桥PFC电路电感电流采样信号Signal ;通过相关运算，无桥PFC电路控制系统输出驱动信号给无桥PFC电路，保证无桥PFC电路稳定工作，使得交流输入电流跟随交流输入电压，实现功率因数校正目的。
[0068]综上所述，借助于本发明实施例的技术方案，通过使用三个采样单元采样流过无桥PFC电路开关管和二极管中的电流，信号经过采样与调理后，送至无桥PFC电路控制系统进行相关的运算与控制，减小了控制的难度与复杂度，此外，使用三个采样单元采样流过无桥PFC电路开关管和二极管中的电流，能够完全表征无桥PFC电路升压电感中的电流；采样更为全面，控制更为灵活，能够有效解决交流输入电压很高，占空比很小情况下，控制环路失控的问题。
[0069]本发明是通过具体实施例进行说明的，本领域技术人员应当明白，在不脱离本发明范围内的情况下，还可以对本发明进行各种变换及等同替代。因此，本发明不局限于所公开的具体实施例，而应当包括落入本发明权利要求范围内的全部实施方式。
【权利要求】
1.一种无桥功率因数校正PFC电路电感电流采样装置，其特征在于，所述无桥PFC电路电感电流采样装置与无桥PFC电路相连接，所述无桥PFC电路电感电流采样装置包括:第一采样单元、第二采样单元、以及第三采样单元，其中，所述第一采样单元与所述无桥PFC电路的第一开关管串联，用于对流过所述第一开关管的电流进行采样，获取第一采样信号Vl ；所述第二采样单元与所述无桥PFC电路的第二开关管串联，用于对流过所述第二开关管的电流进行采样，获取第二采样信号V2 ;所述第三采样单元的一端与所述无桥PFC电路的接地端连接，另一端与所述无桥PFC电路的PFC电容的负输出端连接，用于对流过所述无桥PFC电路的升压二极管的电流进行采样，获取第三采样信号V3。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一采样单元为第一采样电阻或第一电流互感装置，所述第二采样单元为第二采样电阻或第二电流互感装置，所述第三采样单元为第三采样电阻或第三电流互感装置。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一采样单元为第一采样电阻Rsl、所述第二采样单元为第二采样电阻Rs2、所述第三采样单元为第三采样电阻Rs3 ； 所述无桥PFC电路的第一电感LI的第一端与所述无桥PFC电路的交流电源的第一端相连，第一电感LI的第二端与所述无桥PFC电路的第一升压二极管Dl的阳极相连，并且连接到所述无桥PFC电路的第一开关管SI的第一端；第一开关管SI的第二端与第一采样电阻Rsl的第一端相连；第一采样电阻Rsl的第二端与所述无桥PFC电路的接地端相连；第一升压二极管Dl的阴极与所述无桥PFC电路的PFC电容Cl的正输入端相连； 所述无桥PFC电路的第二电感L2的第一端与交流电源的第二端相连，第二电感L2的第二端与所述无桥PFC电路的第二升压二极管D2的阳极相连，并且连接到所述无桥PFC电路的第二开关管S2第一端；第二开关管S2第二端与第二采样电阻Rs2的第一端相连；第二采样电阻Rs2的第二端与所述无桥PFC电路的接地端相连；第二升压二极管D2的阴极与所述无桥PFC电路的PFC电容Cl的正输入端相连； 第三采样电阻Rs3的第一端与所述无桥PFC电路的接地端相连，第三采样电阻Rs3的第二端与所述无桥PFC电路的PFC电容Cl的负输出端相连；负载的第一端与电解电容Cl的正输入端相连，负载的第二端与电解电容Cl的负输出端相连。
4.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一采样单元为第一电流互感装置，所述第二采样单元为第二电流互感装置，所述第三采样单元为第三电流互感装置； 所述第一电流互感装置包括:第一电流互感器CT1、第五电阻R5、第五二极管D5、以及第四米样电阻Rs4,第一电流互感器CTI的副边第一端与第五电阻R5的第一端相连,第五二极管D5的阳极与第五电阻R5的第一端相连，第五二极管D5的阴极与第四采样电阻Rs4的第一端相连，第五电阻R5的第二端与第四采样电阻Rs4的第二端相连； 所述第二电流互感装置包括:第二电流互感器CT2、第六电阻R6、第六二极管D6、以及第五米样电阻Rs5,第二电流互感器CT2的副边第一端与第六电阻R6的第一端相连,第六二极管D6的阳极与第六电阻R6的第一端相连,第六二极管D6的阴极与第五米样电阻Rs5的第一端相连，第六电阻R6的第二端与第五米样电阻Rs5的第二端相连； 所述第三电流互感装置包括:第三电流互感器CT3、第七电阻R7、第七二极管D7、以及第六采样电阻Rs6，第三电流互感器CT3的副边第一端与第七电阻R7第一端相连，第七二极管D7的阳极与第七电阻R7的第一端相连，第七二极管D7的阴极与第六采样电阻Rs6的第一端相连，第七电阻R7的第二端与第六采样电阻Rs6的第二端相连。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于， 所述无桥PFC电路的第一电感LI的第一端与所述无桥PFC电路的交流电源的第一端相连，第一电感LI的第二端与所述无桥PFC电路的第一升压二极管Dl的阳极相连，并且连接到所述无桥PFC电路的第一开关管SI的第一端；第一电流互感器CTl的原边第一端与所述无桥PFC电路的第一开关管SI的第二端相连，第一电流互感器CTl的原边第二端与所述无桥PFC电路的接地端相连；第一电流互感器CTl的副边第二端与所述无桥PFC电路的接地端相连；第五电阻R5的第二端和第四采样电阻Rs4的第二端连接到所述无桥PFC电路的接地端；第一升压二极管Dl的阴极与所述无桥PFC电路的PFC电容Cl的正输入端相连； 所述无桥PFC电路的第二电感L2的第一端与交流电源的第二端相连，第二电感L2的第二端与所述无桥PFC电路的第二升压二极管D2的阳极相连，并且连接到所述无桥PFC电路的第二开关管S2第一端；第二电流互感器CT2的原边第一端与所述无桥PFC电路的第二开关管S2第二端相连，第二电流互感器CT2的原边第二端与所述无桥PFC电路的接地端相连；第二电流互感器CT2的副边第二端与所述无桥PFC电路的接地端相连；第六电阻R6的第二端和第五采样电阻Rs5的第二端连接到所述无桥PFC电路的接地端；第二升压二极管D2的阴极与所述无桥PFC电路的PFC电容Cl的正输入端相连； 第三电流互感器CT3的原边第一端与所述无桥PFC电路的PFC电容Cl的负输出端相连，第三电流互感器CT3的原边第二端与所述无桥PFC电路的接地端相连；第三电流互感器CT3的副边第二端与所述无桥PFC电路的接地端相连；第七电阻R7的第二端与第六采样电阻Rs6的第二端连接到所述无桥PFC电路的接地端；负载的第一端与电解电容Cl的正输入端相连，负载的第二端与电解 电容Cl的负输出端相连。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述无桥PFC电路电感电流采样装置与无桥PFC电路控制系统和电压采样装置相连接，所述无桥PFC电路控制系统连接电压采样装置，所述无桥PFC电路控制系统用于接收所述无桥PFC电路电感电流采样装置发送的第一采样信号V1、第二采样信号V2、以及第三采样信号V3 ;并接收所述电压采样装置发送的交流输入电压米样信号Ul和Un。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述电压采样装置包括:第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、以及第四电阻R4，第一电阻Rl第第一端与所述无桥PFC电路的交流电源的第一端相连，第一电阻Rl的第二端与第二电阻R2的第一端相连，第二电阻R2的第二端接地，第三电阻R3的第一端与所述无桥PFC电路的交流电源的第二端相连，第三电阻R3的第二端和第四电阻R4的第一端相连接，第四电阻R4的第二端接地；第一电阻Rl的第二端和第二电阻R2的第一端连接到所述无桥PFC电路控制系统，第三电阻R3的第二端和第四电阻R4的第一端连接到所述无桥PFC电路控制系统。
8.一种用于权利要求1至7中任一项所述的无桥PFC电路电感电流米样装置的无桥PFC电路电感电流采样信号确定方法，包括: 无桥PFC电路控制系统根据电压采样装置发送的交流输入电压采样信号Ul和Un对所述无桥PFC电路电感电流采样装置发送的第一采样信号V1、第二采样信号V2、以及第三采样信号V3进行选择，确定无桥PFC电路电感电流采样信号。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述无桥PFC电路控制系统获取交流输入电压采样信号队和Un，并根据公式I计算Uac ； Uac=UL-UN公式 I ; 如果Uac>0,并且Uac≤ Uacref,则所述无桥PFC电路控制系统选择第一米样信号Vl作为无桥PFC电路电感电流采样信号；其中，0〈Uacref < Upeak，Uacref为参考电平，Upeak为交流输入电压峰值； 如果Uac>0，并且Uac>Uacref，则所述无桥PFC电路控制系统选择第三采样信号V3作为无桥PFC电路电感电流采样信号； 如果Uac ( O,并且Uac≤ -Uacref,则所述无桥PFC电路控制系统选择第二采样信号V2作为无桥PFC电路电感电流的采样信号； 如果Uac < O，并且Uac〈_Uacref，则所述无桥PFC电路控制系统选择第三采样信号V3作为无桥PFC电路电感电流采样信号。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括: 根据所述无桥PFC电路电感 电流采样信号向所述无桥PFC电路输出驱动信号。
【文档编号】G01R19/00GK103809007SQ201210453486
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2012年11月13日 优先权日:2012年11月13日
【发明者】浦锡锋, 郑大成, 戴彬传, 李丹, 万正海, 李俊凯 申请人:中兴通讯股份有限公司