一种无桥PFC用的电感电流采样合成单元的制作方法

一种无桥pfc用的电感电流采样合成单元
技术领域
1.本实用新型涉及电学技术领域，尤其是涉及一种无桥pfc用的电感电流采样合成单元。


背景技术：

2.公知的，随着开关电源控制技术的不断发展，其被广泛应用于大中小功率设备电源及电池充电电源中；其中pc电源采用的桥式整流回路、电容滤波电路会使ac输入电流产生严重的波形畸变,从而向电网注入大量的高次谐波,进而降低网侧的功率因数,并对电网和其它电气设备造成严重谐波污染与干扰；
3.一般解决网侧的功率因数较低的方法是，在pc电源中增加pfc电路，且一般使用无桥pfc，但是在无桥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变化，实现功率因数校正功能，而传统的无桥pfc使用的是霍尔元件来测电路的电压，然后再通过模数转换电路将数字信号输出，由于霍尔元件的抗磁能力较差，用在pc电源中会影响电感电流的采样结果，从而影响功率因数校正结果，且该无桥pfc的结构复杂，从而提高了整体pc电源的生产成本。
4.因此，综上所述，目前市场上需要一种采样结果准确，且结构简单的采样电路。


技术实现要素：

5.为了克服背景技术中的不足，本实用新型公开了一种无桥pfc用的电感电流采样合成单元。
6.为实现上述发明目的，本实用新型采用如下技术方案：
7.一种无桥pfc用的电感电流采样合成单元，包含主回路、第一半桥整流回路、第二半桥整流回路和电流采样回路；所述主回路能够根据外部控制信号对电感电流的正、负半周电流分别进行缩小；
8.所述第一半桥整流回路用于对缩小后的正半周电感电流信号转换成电压信号，第二半桥整流回路用于对缩小后的负半周电感电流信号转换成电压信号；
9.所述电流采样回路则是能够对转换后的整体电感电流进行数字信号采样，并将采样信号输出至无桥pfc的dsp电路中；其中电流采样回路包含mos管q3、mos管q4、电阻r5、电阻r6、电阻r7、电阻r8、电阻r9、电阻r10、电阻r11、电阻r12、电容c1和电容c2；
10.所述mos管q3的第一引脚通过电阻r7与无桥pfc的pwm电路相连，mos管q3的第二引脚与第一半桥整流回路的输出端相连，mos管q3的第一引脚与第二引脚之间设有并联的电阻r8和电容c1，mos管q3的第三引脚通过电阻 r5与第一半桥整流回路的输出端相连，且该第三引脚还通过电阻r6与无桥pfc的dsp电路相连；
11.所述mos管q4的第一引脚通过电阻r11与无桥pfc的pwm电路相连，mos管q4的第二引脚与第二半桥整流回路的输出端相连，mos管q4的第一引脚与第二引脚之间设有并联的电阻r12和电容c2，mos管q4的第三引脚通过电阻 r9与第二半桥整流回路的输出端相连，且
该第三引脚还通过电阻r10与无桥pfc的dsp电路相连。
12.优选的，所述主回路包含电流互感器ct1、mos管q1、电流互感器ct2、mos管q2、电感l1a和电感l1b；电流互感器ct1的第一引脚和第四引脚与第一半桥整流回路的输入端相连，电流互感器ct1的第二引脚与电源正极相连，且电流互感器ct1的第二引脚还通过mos管q6与电感l1a相连，电流互感器ct1的第三引脚与mos管q1的第二引脚相连，mos管q1的第一引脚与半桥pfc的gata控制电路相连，mos管q1的第三引脚与半桥pfc的source控制电路以及电感l1b相连；
13.所述电流互感器ct2的第一引脚和第四引脚与第二半桥整流回路的输入端相连，电流互感器ct2的第三引脚与电源负极相连，且电流互感器ct1的第三引脚还通过mos管q5与电感l1a相连，电流互感器ct1的第二引脚与mos管q2的第三引脚和半桥pfc的source控制电路相连，mos管q2的第一引脚与半桥pfc的gata控制电路相连，mos管q1的第二引脚与电感l1b相连。
14.优选的，所述第一半桥整流回路包含二极管d3、二极管d1、电阻r1和电阻r2，其中二极管d3的第一引脚和第二引脚与主回路相连，二极管d3的第二引脚与二极管d1的第一引脚相连，二极管d3的第一引脚和二极管d1的第二引脚与电流采样回路相连，且二极管d3的第一引脚和二极管d1的第二引脚之间设有并联设置的电阻r1和电阻r2。
15.优选的，所述第二半桥整流回路包含二极管d4、二极管d2、电阻r3和电阻r4，其中二极管d4的第一引脚和第二引脚与主回路相连，二极管d4的第二引脚与二极管d2的第一引脚相连，二极管d4的第一引脚和二极管d2的第二引脚与电流采样回路相连，且二极管d4的第一引脚和二极管d2的第二引脚之间设有并联设置的电阻r3和电阻r4。
16.优选的，所述电阻r1和电阻r2设为可调电阻。
17.优选的，所述电阻r3和电阻r4设为可调电阻。
18.优选的，所述第三mos管q3、第四mos管q4选用2n7002型号。
19.优选的，所述第一电流互感器ct1、第二电流互感器ct2选用100:1型号。
20.由于采用如上所述的技术方案，本实用新型具有如下有益效果：
21.本实用新型公开的一种无桥pfc用的电感电流采样合成单元，通过mos管、电阻和电容即可实现对完整电感电流的采样工作，且本电流采样回路的结构简单，安装方便，因此会使得整体的无桥pfc电路生产成本降低，且提高生产效率；另外，本电感电流采样合成单元中用到的元器件对电磁干扰的抵抗力均较强，因此使得电流采样回路输出的采样数字信号也更加稳定，即采样结果准确。
附图说明
22.图1为本实用新型的一种结构示意图。
23.图中：1、主回路；2、第一半桥整流回路；3、第二半桥整流回路；4、电流采样回路。
具体实施方式
24.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型的技术方案进行说明，在描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系，仅是与本实用新型的附图对应，为了便于描述本实用新型，而不是指示或暗示所指的装
置或元件必须具有特定的方位：
25.结合附图1所述的一种无桥pfc用的电感电流采样合成单元，包含主回路1、第一半桥整流回路2、第二半桥整流回路3和电流采样回路4；所述主回路1能够根据外部控制信号对电感电流的正、负半周电流分别进行缩小；此外，所述主回路1包含电流互感器ct1、mos管q1、电流互感器ct2、mos管q2、电感l1a和电感l1b；电流互感器ct1的第一引脚和第四引脚与第一半桥整流回路2的输入端相连，电流互感器ct1的第二引脚与电源正极相连，且电流互感器ct1的第二引脚还通过mos管q6与电感l1a相连，电流互感器ct1的第三引脚与mos管q1的第二引脚相连，mos管q1的第一引脚与半桥pfc的gata控制电路相连，mos管q1的第三引脚与半桥pfc的source控制电路以及电感l1b相连；
26.所述电流互感器ct2的第一引脚和第四引脚与第二半桥整流回路3的输入端相连，电流互感器ct2的第三引脚与电源负极相连，且电流互感器ct1的第三引脚还通过mos管q5与电感l1a相连，电流互感器ct1的第二引脚与mos管q2的第三引脚和半桥pfc的source控制电路相连，mos管q2的第一引脚与半桥pfc的gata控制电路相连，mos管q1的第二引脚与电感l1b相连；其中gata控制电路和source控制电路发出的控制信号，是用于控制mos管q1和mos管q2的通断，从而让整个主回路1中的mos管q1和mos管q2实现互补通断，进而让主回路1能够将电感电流的正、负半周分别通过电流互感器ct1和电流互感器ct2进行缩小后，输出到对应的半桥整流回路中，并进行后续的电流采样工作；
27.所述第一半桥整流回路2用于对缩小后的正半周电感电流信号转换成电压信号，第二半桥整流回路3用于对缩小后的负半周电感电流信号转换成电压信号；根据需要，所述第一半桥整流回路2包含二极管d3、二极管d1、电阻r1和电阻r2，其中二极管d3的第一引脚和第二引脚与主回路1相连，二极管d3的第二引脚与二极管d1的第一引脚相连，二极管d3的第一引脚和二极管d1的第二引脚与电流采样回路4相连，且二极管d3的第一引脚和二极管d1的第二引脚之间设有并联设置的电阻r1和电阻r2；
28.另外，所述第二半桥整流回路3包含二极管d4、二极管d2、电阻r3和电阻r4，其中二极管d4的第一引脚和第二引脚与主回路1相连，二极管d4的第二引脚与二极管d2的第一引脚相连，二极管d4的第一引脚和二极管d2的第二引脚与电流采样回路4相连，且二极管d4的第一引脚和二极管d2的第二引脚之间设有并联设置的电阻r3和电阻r4，通过两个半桥整流回路能够实现对输入的交流电进行整流并转换为电压信号，从而便于后续电流采样回路4对电感电流的数字信号采样；特别的，所述电阻r1、电阻r2、电阻r3和电阻r4均设为可调电阻，通过改变电阻的阻值，即可使电压的幅值也得到改变，从而用来匹配不同功率的无桥pfc；
29.所述电流采样回路4则是能够对转换后的整体电感电流进行数字信号采样，并将采样信号输出至无桥pfc的dsp电路中；其中电流采样回路4包含mos管q3、mos管q4、电阻r5、电阻r6、电阻r7、电阻r8、电阻r9、电阻r10、电阻r11、电阻r12、电容c1和电容c2；
30.所述mos管q3的第一引脚通过电阻r7与无桥pfc的pwm电路相连，mos管q3的第二引脚与第一半桥整流回路2的输出端相连，mos管q3的第一引脚与第二引脚之间设有并联的电阻r8和电容c1，mos管q3的第三引脚通过电阻 r5与第一半桥整流回路2的输出端相连，且该第三引脚还通过电阻r6与无桥pfc的dsp电路相连；
31.所述mos管q4的第一引脚通过电阻r11与无桥pfc的pwm电路相连，mos管q4的第二
引脚与第二半桥整流回路3的输出端相连，mos管q4的第一引脚与第二引脚之间设有并联的电阻r12和电容c2，mos管q4的第三引脚通过电阻 r9与第二半桥整流回路3的输出端相连，且该第三引脚还通过电阻r10与无桥pfc的dsp电路相连。
32.实施本实用新型所述的一种无桥pfc用的电感电流采样合成单元时，首先向电感l1a和电感l1b输入交流电；当输入的交流电处于正半周时，由无桥pfc的gata控制电路仅向mos管q1输入导通控制信号，source控制电路向主回路1输入正半周采样控制信号，即mos管q1和电流互感器ct1处于工作状态,而mos管q2和电流互感器ct2为不工作状态，此时输入的交流电在通过mos管q1和电流互感器ct1流回电源的同时，也由电流互感器ct1对输入的正半周电感电流进行缩小，并将缩小信号传输至第一半桥整流回路2中，第一半桥整流回路2对缩小后的正半周电感电流信号转换成电压信号，再传输至电流采样回路4中；电感电流经过转换后的电压信号，通过电阻r5、r6、r10进入mos管q4中，由电阻r5、r6、r10将电感电流转换后的电压信号进行分压，最终传输至无桥pfc的dsp电路中；
33.当输入的交流电处于负半周时，由无桥pfc的gata控制电路仅向mos管q2输入导通控制信号，source控制电路向主回路1输入负半周采样控制信号，即mos管q2和电流互感器ct2处于工作状态,而mos管q1和电流互感器ct1为不工作状态，此时输入的交流电在通过mos管q2和电流互感器ct2流回电源的同时，也由电流互感器ct2对输入的负半周电感电流进行缩小，并将缩小的电流信号传输至第二半桥整流回路3中，第二半桥整流回路3对缩小后的负半周电感电流信号转换成电压信号，再传输至电流采样回路4中；电感电流经过转换后的电压信号，通过电阻r9、r10、r6进入mos管q3中，由电阻r9、r10、r6将电感电流转换后的电压信号进行分压，最终传输至无桥pfc的dsp电路中。
34.本实用新型未详述部分为现有技术，对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型；因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。