一种无桥pfc电路的电流采样装置及其控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及电子电路技术领域，具体地，设及一种无桥PFC电路的电流采样装置及 其控制方法。
【背景技术】
[0002] PFC(Power F'actor Correction,功率因数校正），是指有效功率与总耗电量(视在 功率)之间的关系，也就是有效功率除W总耗电量(视在功率)的比值。基本上功率因数可W 衡量电力被有效利用的程度，当功率因数值越大，代表其电力利用率越高。
[0003] 无桥PFC结构W其减少了整流桥，从而使得系统损耗大大降低的优点而受到广泛 的关注。基本型的无桥PFC电路拓扑存在正负半周期内电流反向的难点，从而使得输入电流 的检测成为一个难点，为解决运个难点广大研究者发明了诸如W下专利：
[0004] 专利号为201210453486.5的专利公开了一种无桥PFC电路电感电流采样装置及其 控制方法，但是该电路采用了 =个电流采集单元，硬件电路较复杂，电子元器件多。
[0005] 专利号为201110077298.2的专利公开了一种无桥PFC电路的输入电流检测方法及 装置，但是该方法是通过引入正半周期分流器单元及负半周期分流器单元实现正负半周期 的电流采样，引入的器件多，电路复杂。
[0006] 专利号为201420365505.3的专利公开了一种无桥PFC转换器，该电路的电流采样 单元使用采样电阻，后续经过TCL2272运放处理采集的电流信号，缺点是运放带来的外围电 路器件及忍片自身也会消耗能量。
[0007] 专利号为201410228723.7的专利公开了一种具有高效率的无桥PFC功率变换器， 该电路在保留原MOSFET中内置续流二极管的同时，增加了 2个内置续流二极管的MOSFET，虽 能提高效率但是器件数量多，成本高。
[000引总的来说，目前实现无桥PFC电流的采样手段中，大多数采用2个或W上的电流采 样单元(如图1所示，开关管Sl、S2，包括了可控开关管和内置续流二极管），造成电子元器件 的数量增多，成本提升，信号处理也复杂;也有改进了电路结构，但是电流采样单元使用采 样电阻采样，后续需经过运放进行放大等后续处理，该处理电路带来电子元器件多、成本、 体积问题也不容小视。
[0009] 现有技术中，存在结构复杂、成本高和信号处理难度大等缺陷。
【发明内容】
[0010] 本发明的目的在于，针对上述缺陷，提出一种无桥PFC电路的电流采样装置及其控 制方法，W解决无桥PFC电路正负半周期电流采样的难题。
[0011] 本发明一方面提供一种无桥PFC电路的电流采样装置，包括:依次连接于所述无桥 PFC电路的电流互感器和电流采样模块;其中，所述无桥PFC电路为双Boost无桥电路、且其 中的续流二极管被设置为相应的电路接入点;所述电流互感器原边线圈的第一连接端连接 于所述双Boost无桥电路的低频电流回流端，电流互感器原边线圈的第二连接端连接于所 述双Boost无桥电路的开关管;所述电流采样模块连接于所述电流互感器副边线圈的两端 之间。
[0012] 优选地，该装置还包括:依次连接于所述电流采样模块的低通滤波器和信号处理 忍片。
[0013] 优选地，所述低通滤波器，包括:滤波电阻和滤波电容;其中，所述滤波电阻的一端 连接于所述电流采样模块远离地的一端，滤波电阻的另一端连接于所述信号处理忍片、且 用于对所述电流采样模块的采样电流进行限流处理;所述滤波电容的一端接地，另一端连 接于所述滤波电阻的另一端，且被配置为：与所述滤波电阻共同对所述电流采样模块的采 样电流进行滤波处理。
[0014] 优选地，所述电流采样模块，包括:采样电阻;所述电流互感器副边线圈的第一连 接端接地，并经所述采样电阻连接于所述电流互感器副边线圈的第二连接端;所述采样电 阻被配置为:采样所述电流互感器副边线圈的电流，且将采样所得采样电流转换为所述信 号处理忍片的输入电压。
[0015] 优选地，该装置还包括:分别连接于所述电流互感器副边线圈与所述电流采样模 块的电压保护模块。
[0016] 优选地，所述电压保护模块，包括:稳压二极管和第一二极管;其中，所述稳压二极 管的阳极和第一二极管的阳极相连，所述稳压二极管的阴极连接于所述电流互感器副边线 圈的第一连接端，所述第一二极管的阴极连接于所述电流互感器副边线圈的第二连接端。
[0017] 优选地，所述电压保护模块，还包括:第二二极管;其中，所述第二二极管的阳极连 接于所述电流互感器副边线圈的第二连接端，所述第二二极管的阴极连接于所述电流采样 模块远离地的一端。
[001引优选地，所述双Boost无桥电路，包括:第一至二电感，第一至四工频二极管，第一 至二开关管，储能滤波电容和假负载;其中，市电的火线经第一电感后连接于第一工频二极 管的阳极，第一工频二极管的阴极经并联的储能滤波电容和假负载后连接于电流互感器原 边线圈的第二连接端;市电的火线还连接于第一开关管的漏极，第=工频二极管的阳极连 接于电流互感器原边线圈的第一连接端;所述第一工频二极管的阳极还连接于第一开关管 的漏极，第一开关管的源极连接于电流互感器原边线圈的第二连接端；市电的零线经第二 电感后连接于第二工频二极管的阳极，第二工频二极管的阴极经并联的储能滤波电容和假 负载后连接于电流互感器原边线圈的第二连接端；市电的零线还连接于第二开关管的漏 极，第四工频二极管的阳极连接于电流互感器原边线圈的第一连接端;所述第二工频二极 管的阳极还连接于第二开关管的漏极，第二开关管的源极连接于电流互感器原边线圈的第 二连接端;所述第一开关管的栅极、第二开关管的栅极，均为所述双Boost无桥电路的控制 JLjJU 乂而。
[0019] 与上述装置相匹配，本发明另一方面提供一种无桥PFC电路的电流采样装置的控 制方法，包括:基于W上所述的无桥PFC电路的电流采样装置，控制所述无桥PFC电路的电流 采样过程;并且，在所述无桥PFC电路的电流采样过程中，所述无桥PFC电路的电流从电流互 感器原边线圈的第二连接端流进、且从电流互感器原边线圈的第一连接端流出。
[0020] 优选地，控制所述无桥PFC电路的电流采样过程，包括:(1)当输入的市电的电压为 正半周期时:若第一开关管导通、且第二开关管截止时，电流从火线输入，流经第一电感、第 一开关管、第四工频二极管后，返回零线;第一电感开始充电，假负载由储能滤波电容供电； 若第一开关管和第二开关管均截止时，第一电感放电，电流从第一电感经过第一工频二极 管流向假负载和储能滤波电容，再经过第四工频二极管后返回零线，市电和第一电感共同 给假负载供电，储能滤波电容开始充电；间当输入的市电的电压为负半周期时:若第一开关 管截止、且第二开关管导通时，电流从零线流进，流经第二电感、第二开关管和第=工频二 极管后，返回火线;第二电感开始充电，假负载由储能滤波电容供电；
[0021] 若第一开关管和第二开关管均截止时，第二电感放电，电流从第二电感经过第二 二极管流向假负载和储能滤波电容，再经过第=工频二极管后，返回火线;市电和和第二电 感共同给假负载供电，储能滤波电容开始充电；在市电的每个输入周期内，W上步骤重复进 行。
[0022] 优选地，该方法还包括：当所述电流互感器的应比为N、且所述无桥PFC电路的输入 电流为Ii时，在每个周期从所述