图腾柱无桥PFC电路、电源转换装置及空调器的制作方法

本发明涉及电源技术领域，特别涉及一种图腾柱无桥pfc电路、电源转换装置及空调器。

背景技术

图腾柱无桥pfc电路是一种替代传统整流电路的新型电路，因为可以降低整流损耗，因此越来越多的被应用于电源技术领域中。

现有的图腾柱无桥pfc电路有上下桥臂开关管的半桥回路，在驱动上桥臂开关管时通常需要浮动电源，并且大多采用自举电容为上桥臂开关管提供浮动电源。

但是，这种自举电容需要在初期充电准备状态下进行充电，若在此时图腾柱无桥pfc电路去执行驱动上下桥臂开关管，将由于自举电容的充电量可能不足，或者高电平不充分，而导致上桥臂开关管无法导通而使同期整流与升压动作无法进行。另外，若此自举电容无法充电，电荷也会逐渐消耗，所以准备状态的时间就会变长，转到正常动作模式需要的电容容量就会增加，成本也会提高。

技术实现要素：

本发明的主要目的是提出一种图腾柱无桥pfc电路、电源转换装置及空调器，旨在解决自举电容无法充电或者充电不足而使上桥臂mos管无法可靠导通的问题。

为实现上述目的，本发明提出一种图腾柱无桥pfc电路，所述图腾柱无桥pfc电路包括至少一个上桥臂mos管、至少一个下桥臂mos管、电感器、滤波电容，以及至少一个自举电路，每一所述上桥臂mos管和一所述下桥臂mos管串联连接构成一开关桥臂电路；所述自举电路的数量与所述开关桥臂电路的数量对应；

所述电感器的一端接入交流电源，另一端与所述上桥臂mos管和所述下桥臂mos管的公共端连接；

所述滤波电容并联设置于所述开关桥臂电路的两端；

所述驱动电源电路的输出端分别与所述下桥臂mos管的栅极及所述自举电路的输入端连接；所述自举电路的输出端与所述上桥臂mos管的源极连接；

其中，所述驱动电源电路，用于驱动所述上桥臂mos管和/或下桥臂mos管导通；

所述自举电路，在对应的所述下桥臂mos管导通时，与所述驱动电源电路构成充电回路，以存储电能。

可选地，所述上桥臂mos管和所述下桥臂mos管的数量均为两个，两个所述上桥臂mos管分别为第一上桥臂mos管和第二上桥臂mos管；

两个所述下桥臂mos管分别为第一下桥臂mos管和第二下桥臂mos管；

所述电感器串联设置于所述交流电源与所述第二上桥臂mos管和所述第二下桥臂mos管的公共端之间。

可选地，所述第一上桥臂mos管和所述第一下桥臂mos管为工频开关管，所述第二上桥臂mos管和所述第二下桥臂mos管为高频开关管。

可选地，所述自举电路的数量为两个，两个所述自举电路分别为第一自举电路和第二自举电路；所述第一自举电路的输出端与所述第一上桥臂mos管的源极连接；所述第二自举电路的输出端与所述第二上桥臂mos管的源极连接。

可选地，所述第一自举电路包括第一二极管、第一电阻及第一自举电容，所述第一二极管的阳极与所述驱动电源电路的输出端连接，所述第一二极管的阴极经所述第一电阻与所述第一自举电容的第一端连接；所述第一自举电容的第二端为所述第一自举电路的输出端。

可选地，所述第二自举电路包括第二二极管、第二电阻及第二自举电容，所述第二二极管的阳极与所述驱动电源电路的输出端连接，所述第二二极管的阴极经所述第二电阻与所述第二自举电容的第一端连接；所述第二自举电容的第二端为所述第一自举电路的输出端。

可选地，所述驱动电源电路包括第一直流电源以及对应每一所述桥臂mos管设置的栅极驱动电路，每一所述栅极驱动电路的控制信号输入端用于接入控制信号，每一所述栅极驱动电路的电源输入端与所述第一直流电源连接；每一所述栅极驱动电路的输出端与其对应设置的桥臂mos管的栅极连接。

可选地，所述驱动电源电路还包括对应每一所述桥臂mos管设置的限流电阻，每一所述栅极驱动电路的输出端通过一所述限流电阻与该栅极驱动电路对应的桥臂mos管的栅极连接。

本发明还提出一种电源转换装置，包括如上所述的图腾柱无桥pfc电路。

本发明还提出一种空调器，包括如上所述的图腾柱无桥pfc电路，或者包括如上所述的电源转换装置。

本发明图腾柱无桥pfc电路设置有电感器、滤波电容，至少一个上桥臂mos管和至少一个下桥臂mos管，每一上桥臂mos管和一所述下桥臂mos管串联连接构成一开关桥臂电路，并通过电源驱动电路驱动上桥臂mos管和/或下桥臂mos管导通。本发明在每一上桥臂mos管和下桥臂mos管的公共端设置自举电路，以在对应的所述下桥臂mos管导通时，与所述驱动电源电路构成充电回路，以存储电能，并在上桥臂mos管导通时，将电能输出至上桥臂mos管的源极，以抬高上桥臂mos管栅极的电压，从而为上桥臂mos管提供浮动电源，驱动上桥臂mos管导通。本发明自举电路可以通过电源驱动电路在下桥臂mos管导通时进行储能，并在下桥臂mos管导通时及时提供电能，如此设置，使得自举电路的储能量无需设置较大，可以缩短自举电路的充电时间，并且在图腾柱无桥pfc电路工作的过程中可以完成自举电路的充/放电，可以保证上桥臂mos管可靠导通。本发明解决了在工作的过程中，自举电容无法充电或者充电不足而使上桥臂mos管无法可靠导通的问题。本发明无需设置较大的电解电容，从而可以缩短图腾柱无桥pfc电路正确地到稳定动作的时间，以及输入ac电压的半循环后的情况等，到达所期望的动作时间。本发明还解决了在图腾柱无桥pfc电路工作工作时，自举电路无法储能导致电荷逐渐消耗，而使准备状态的时间变长，且转到正常动作模式需要的充电时间会随之增加的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动作前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明图腾柱无桥pfc电路一实施例的结构示意图；

图2为图1中图腾柱无桥pfc电路一实施例的电路结构示意图；

图3为本发明图腾柱无桥pfc电路工作时的能量流动第一实施例示意图；

图4为本发明图腾柱无桥pfc电路工作时的能量流动第二实施例示意图；

图5为本发明图腾柱无桥pfc电路工作时的能量流动第三实施例示意图；

图6为本发明图腾柱无桥pfc电路工作时的能量流动第四实施例示意图；

图7为本发明图腾柱无桥pfc电路工作时的能量流动第五实施例示意图；

图8为本发明图腾柱无桥pfc电路工作时的能量流动第六实施例示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种图腾柱无桥pfc电路。

在电源技术领域中，在将市电接入至用户端时，都要将市电的交流转换成直流电后，也即整流，再输出至用户的负载，以为负载提供直流电源供电，并且这个过程大多是采用整流二极管组成的整流桥来进行ac-dc转换。但是由于整流桥只有在输入正弦波电压接近峰值时才会导通，因此导致了输入电流程严重非正弦性，使得输入产生了大量谐波电流成份，降低了电网的利用率同时有潜在的干扰其他电器的可能。因此一般会在整流桥的后端加入pfc电路通过对输入ac电流进行整形，使输入电流为近似和输入电压同相位的正弦波。由于pfc正常被设计成宽电压输入模式，在低输入电压时输入电流会比较大，当输出功率比较大时，各功率器件尤其是输入整流桥的电流压力和散热压力尤为明显，并且在低电压、大电流输出的情况下，整流二极管的导通压降较高，输出端整流管的损耗较大。

图腾柱无桥pfc电路，由于取代了原先的整流桥电路，可以降低整流损，耗因此越来越多的被应用于电源技术领域中。然而在基于有上下桥臂开关管的半桥回路中，在驱动上桥臂开关管时需要浮动电源。为实现回路简化，降低成本的目的，多数都采用了自举电容为上桥臂开关管提供浮动电源。然而，这种自举电容需要在初期充电准备状态下进行充电，若进行这样的驱动，自举电容的充电量不足，或者高电平不充分，将导致上桥臂开关管无法导通而使同期整流与升压动作无法进行。因此正常需要设置较大的电解电容，使得图腾柱无桥pfc电路正确地到稳定动作的时间，输入ac电压的半循环后的情况等，到达所期望的动作就会花费一定的时间。

另外，为提高低负荷时的效率大多数会在无负载接入时，进入间歇振荡模式，也即进入准备状态中，若此时自举电容无法充电，电荷也会逐渐消耗，所以准备状态的时间就会变长，转到正常动作模式需要的电容容量就会增加，成本也会提高。

为了解决上述问题，参照图1至图8，在本发明一实施例中，该所述图腾柱无桥pfc电路包括至少一个上桥臂mos管(q1或q3)、至少一个下桥臂mos管(q2或q4)、电感器lin、滤波电容cd1，以及至少一个自举电路30，每一所述上桥臂mos管和一所述下桥臂mos管串联连接构成一开关桥臂电路10；所述自举电路30的数量与所述开关桥臂电路10的数量对应；

所述电感器lin的一端接入交流电源ac，另一端与所述上桥臂mos管和所述下桥臂mos管的公共端连接；

所述滤波电容cd1并联设置于所述开关桥臂电路10的两端；

所述驱动电源电路20的输出端分别与所述下桥臂mos管的栅极及所述自举电路30的输入端连接；所述自举电路30的输出端与所述上桥臂mos管的源极连接；其中，

所述驱动电源电路20，用于驱动所述上桥臂mos管和/或下桥臂mos管导通；

所述自举电路30，在对应的所述下桥臂mos管导通时，与所述驱动电源电路20构成充电回路，以存储电能。

上桥臂mos管和/或下桥臂mos管可以为sic型mosfet，或者上桥臂mos管和/或下桥臂mos管可以为gan型mosfet等开关速度极快的高性能开关管来实现，本实施例可选为超结型高压功率mosfet来实现。

图腾柱无桥pfc电路一般具有两个桥臂电路，两个桥臂电路可以全部或者部分采用igbt、mosfet等功率开关管来实现，也即开关桥臂电路10的数量可以是一个也可以是多个，当功率开关管的数量为两个时，两个功率开关管组成一个高频开关桥臂电路10，并根据驱动信号来导通/截止，另一桥臂电路则可以采用二极管来实现。当功率开关管的数量为四个时，四个功率开关管中的两个组成一个高频开关桥臂电路10，另外两个则组成低频续流开关桥臂电路10。

其中，在同一开关桥臂电路10中，上桥臂功率开关管和下桥臂功率开关管的导通或截止方向是相反的，也即上桥臂功率开关管在导通时，下桥臂开关管保持截止状态；或者，下桥臂功率开关管在导通时，上桥臂开关管保持截止状态。在一些施例中，图腾柱无桥pfc电路可以具有多个图腾柱无桥pfc支路，多个图腾柱无桥pfc支路交错在一起，以提高功率水平，并且减少输入电流纹波。在一些实施例中，igbt、mosfet等功率开关管可以自带有体二极管，或者并联有续流二极管，体二极管或者续流二极管可以高频整流开关作用。

需要说明的是，由于在同一桥臂电路中，上桥臂mos管与驱动电路之间一般是不共地的，而mos管一般要栅源极g-s上达到8～15v的电压才导通。下桥臂mos管与驱动电路是共地设置的，因此很容易实现栅源极g-s上达到导通压降而导通。但是上桥臂mos管与下桥臂mos管是串联设置的，也即仅在下桥臂mos管导通时，才能实现“共地”。然而在同一桥臂电路中，上下桥臂功率开关管是不允许同时导通的，因此在下桥臂mos管截止时，上桥臂mos管的源极端是悬浮的，上桥臂mos管的栅源极g-s无法达到导通压降而使得上桥臂mos管无法导通。

为了解决上述问题，本实施中，自举电路30对应每一上桥臂开关管的数量及位置设置，并在下桥臂mos管导通时，此时上桥臂mos管截止，与下桥臂mos管、驱动电源电路20形成充电回路，并进行储能；以及，在下桥臂mos管截止，并在上桥臂mos管导通时，将电能输出至上桥臂mos管的源极，以抬高上桥臂mos管栅极的电压，从而为上桥臂mos管提供浮动电源，驱动上桥臂mos管导通。

本发明图腾柱无桥pfc电路设置有电感器lin、滤波电容cd1，至少一个上桥臂mos管和至少一个下桥臂mos管，每一上桥臂mos管和一所述下桥臂mos管串联连接构成一开关桥臂电路10，并通过电源驱动电路驱动上桥臂mos管和/或下桥臂mos管导通。本发明在每一上桥臂mos管和下桥臂mos管的公共端设置自举电路30，以在对应的所述下桥臂mos管导通时，与所述驱动电源电路20构成充电回路，以存储电能，并在上桥臂mos管导通时，将电能输出至上桥臂mos管的源极，以抬高上桥臂mos管栅极的电压，从而为上桥臂mos管提供浮动电源，驱动上桥臂mos管导通。本发明自举电路30可以通过电源驱动电路在下桥臂mos管导通时进行储能，并在下桥臂mos管导通时及时提供电能，如此设置，使得自举电路30的储能量无需设置较大，可以缩短自举电路30的充电时间，并且在图腾柱无桥pfc电路工作的过程中可以完成自举电路30的充/放电，可以保证上桥臂mos管可靠导通。本发明解决了在工作的过程中，自举电容无法充电或者充电不足而使上桥臂mos管无法可靠导通的问题。本发明无需设置较大的电解电容，从而可以缩短图腾柱无桥pfc电路正确地到稳定动作的时间，以及输入ac电压的半循环后的情况等，到达所期望的动作时间。本发明还解决了在图腾柱无桥pfc电路工作工作时，自举电路30无法储能导致电荷逐渐消耗，而使准备状态的时间变长，且转到正常动作模式需要的充电时间会随之增加的问题。

可以理解的是，本发明还可以在未接入负载时，或者图腾柱无桥pfc电路工作在间歇振荡模式，也即间断运行(burstmodeoperation)例如负载处于待机状态时，也可以根据工频频率轮流导通下桥臂mos管，以为与上桥臂mos管对应的自举电路30充电，以保证自举电路30的储能状态为满充状态。

参照图1至图8，在一可选实施例中，所述上桥臂mos管和所述下桥臂mos管的数量均为两个，两个所述上桥臂mos管分别为第一上桥臂mos管q1和第二上桥臂mos管q3；

两个所述下桥臂mos管分别为第一下桥臂mos管q2和第二下桥臂mos管q4；

所述电感器lin串联设置于所述交流电源ac与所述第二上桥臂mos管q3和所述第二下桥臂mos管q4的公共端之间。

本实施例中，两个上桥臂mos管分别构成一桥臂电路的上桥臂开关，两个下桥臂mos管分别构成一桥臂电路的下桥臂开关，其中，将第一上桥臂mos管q1和第一下桥臂mos管q2构成的桥臂电路称之为第一桥臂电路；将第二上桥臂mos管q3和第二下桥臂mos管q4构成的桥臂电路称之为第二桥臂电路。第一上桥臂mos管q1和第一下桥臂mos管q2轮流交替导通，也即在第一上桥臂mos管q1导通时，第一下桥臂mos管q2保持截止状态，反之在第一下桥臂mos管q2导通时，则第一上桥臂mos管q1保持截止状态。以及，第二上桥臂mos管q3和第二下桥臂mos管q4轮流交替导通，也即在第二上桥臂mos管q3导通时，第二下桥臂mos管q4保持截止状态，反之在第二下桥臂mos管q4导通时，则第二上桥臂mos管q3保持截止状态。利用第一桥臂电路的两个mosfet管的交替通断以及第二桥臂电路的两个mosfet管交替导通/截止，实现将交流端输入的交流电变换为直流电的升压整流，并输出为直流负载供电。

参照图1至图8，上述实施例中，所述第一上桥臂mos管q1和所述第一下桥臂mos管q2为工频开关管，所述第二上桥臂mos管q3和所述第二下桥臂mos管q4为高频开关管。

本实施例中，电感器lin的一端与交流电源ac的零线端连接，电感器lin的另一端与第二上桥臂mos管q3和第二下桥臂mos管q4的公共端连接；或者，电感器lin的一端与交流电源ac的火线端连接，电感器lin的另一端与第一上桥臂mos管q1和第一下桥臂mos管q2的公共端连接。当电感器lin串联设置于交流电源ac的零线端和，第二上桥臂mos管q3与第二下桥臂mos管q4时，第一上桥臂mos管q1和第一下桥臂mos管q2根据工频频率进行导通/截止，也即以50hz的频率进行导通/截止；第二上桥臂mos管q3和第二下桥臂mos管q4则按照高频频率进行导通/截止。其中，高频频率的范围可以设置为15k～40khz。当电感器lin串联设置于交流电源ac的火线端和，第一上桥臂mos管q1和第一下桥臂mos管q2的公共端时，第二上桥臂mos管q3和第二下桥臂mos管q4根据工频频率进行导通/截止，也即以50hz的频率进行导通/截止；第一上桥臂mos管q1和第一下桥臂mos管q2则按照高频频率进行导通/截止。其中，高频频率的范围可以设置为15k～40khz。

参照图1至图8，在一可选实施例中，所述自举电路30的数量为两个，两个所述自举电路30分别为第一自举电路31和第二自举电路32；所述第一自举电路31的输出端与所述第一上桥臂mos管q1的源极连接；所述第二自举电路32的输出端与所述第二上桥臂mos管q3的源极连接。

本实施例中，对应第一桥臂电路(图未标示)和第二桥臂电路(图未标示)，自举电路30的数量为两个，具体地，第一自举电路31的输出端与第一桥臂电路中的第一下桥臂mos管q2的漏极连接，在第一上桥臂电路中的第一下桥臂mos管q2的导通时，第一自举电路31与第一下桥臂mos管q2、驱动电源电路20形成充电回路，实现电能的存储。并在第一桥臂电路中的第一上桥臂mos管q1导通时，将电能输出至第一上桥臂mos管q1的源极，以抬高第一上桥臂mos管q1栅源极的电压，从而为第一上桥臂mos管q1提供浮动电源，驱动第一上桥臂mos管q1导通。第二自举电路32的输出端与第二桥臂电路中的第二上桥臂mos管q3的漏极连接，在第二上桥臂电路中的第二下桥臂mos管q4的导通时，第二自举电路32与第二下桥臂mos管q4、驱动电源电路20形成充电回路，实现电能的存储。并在第二桥臂电路中的第二上桥臂mos管q3导通时，将电能输出至第二上桥臂mos管q3的源极，以抬高第二上桥臂mos管q3栅极的电压，从而为第二上桥臂mos管q3提供浮动电源，驱动第二上桥臂mos管q3导通。

参照图1至图8，进一步地，上述实施例中，所述第一自举电路31包括第一二极管db1、第一电阻rb1及第一自举电容cb1，所述第一二极管db1的阳极与所述驱动电源电路20的输出端连接，所述第一二极管db1的阴极经所述第一电阻rb1与所述第一自举电容cb1的第一端连接；所述第一自举电容cb1的第二端为所述第一自举电路31的输出端。

本实施例中，第一电阻rb1及第一自举电容cb1的参数可以根据第一上桥臂mos管q1和第一下桥臂mos管q2的开关频率设定。其中，第一电容的电容量c可以根据公式(1)算得，

c＝i×t1/δv(1)；其中，i为输入至上桥臂mos管栅极的驱动电流，t1为第一上桥臂mos管q1的最大通态(on)脉宽，δv为允许的放电电压。第一自举电容cb1的电容量优选为10～50μf。

当第一上桥臂mos管q1和第一下桥臂mos管q2的公共端因下桥臂mos管导通被拉低到接近地电位gnd时，电源驱动电路会通过第一电阻rb1和第一二极管db1给第一自举电容cb1充电。当第一上桥臂mos管q1导通时，第一上桥臂mos管q1和第一下桥臂mos管q2的公共端上升到直流母线电压后，第一二极管db1反向截止，以将直流母线电压与驱动电源电路20进行隔离隔离，从而防止直流母线侧的高压串到驱动电源电路20低压侧而烧坏元器件。此时第一自举电容cb1放电，给第一上桥臂mos管q1的栅极提供驱动电压。当第一上桥臂mos管q1和第一下桥臂mos管q2的公共端电压再次被拉低时，第一自举电容cb1将再次通过驱动电源电路20进行充电以补充第一上桥臂mos管q1导通期间释放的电能。如此，利用第一上桥臂mos管q1和第一下桥臂mos管q2的公共端的电平在高低电平之间不停地摆动，即可完成第一自举电路31的充/放电，第一自举电容cb1的电压基于第一上桥臂mos管q1源极电压而上下浮动。

参照图1至图8，进一步地，上述实施例中，所述第二自举电路32包括第二二极管db2、第二电阻rb2及第二自举电容cb2，所述第二二极管db2的阳极与所述驱动电源电路20的输出端连接，所述第二二极管db2的阴极经所述第二电阻rb2与所述第二自举电容cb2的第一端连接；所述第二自举电容cb2的第二端为所述第一自举电路31的输出端。

本实施例中，第二电阻rb2及第二自举电容cb2的参数可以根据第二上桥臂mos管q3和第二下桥臂mos管q4的开关频率设定。其中，第二电容的电容量c可以根据公式(1)算得，

c＝i×t1/δv(1)；其中，i为输入至上桥臂mos管栅极的驱动电流，t1为第二上桥臂mos管q3的最大通态(on)脉宽，δv为允许的放电电压。第二自举电容cb2的电容量优选为50～100μf。

当第二上桥臂mos管q3和第二下桥臂mos管q4的公共端因下桥臂mos管导通被拉低到接近地电位gnd时，电源驱动电路会通过第二电阻rb2和第二二极管db2给第二自举电容cb2充电。当第二上桥臂mos管q3导通时，第二上桥臂mos管q3和第二下桥臂mos管q4的公共端上升到直流母线电压后，第二二极管db2反向截止，以将直流母线电压与驱动电源电路20进行隔离隔离，从而防止直流母线侧的高压串到驱动电源电路20低压侧而烧坏元器件。此时第二自举电容cb2放电，给第二上桥臂mos管q3的栅极提供驱动电压。当第二上桥臂mos管q3和第二下桥臂mos管q4的公共端电压再次被拉低时，第二自举电容cb2将再次通过驱动电源电路20进行充电以补充第二上桥臂mos管q3导通期间释放的电能。如此，利用第二上桥臂mos管q3和第二下桥臂mos管q4的公共端的电平在高低电平之间不停地摆动，即可完成第二自举电路32的充/放电，第二自举电容cb2的电压基于第二上桥臂mos管q3源极电压而上下浮动。

参照图1至图8，上述实施例中，第一二极管db1和第二二极管db2用于隔离直流母线高压和驱动电源低压的作用，以避免直流母线上的高压损坏驱动电源电路20中的电子元器件。其中，上述二极管承受的电流是对应上桥臂mos管的栅极电荷与开关频率之积，因此本实施例中，第一二极管db1和第二二极管db2可以采用耐高压，且反向漏电流小的超快恢复二极管，以减少电荷损失。

第一电阻rb1和第二电阻rb2分别用于限制电压的变化率，以保证对应的自举电容能够在下桥臂mos管最小导通时间充电。

参照图1至图8，在一可选实施例中，所述驱动电源电路20包括第一直流电源vcc以及对应每一所述桥臂mos管设置的栅极驱动电路(图未标示)，每一所述栅极驱动电路的控制信号输入端用于接入控制信号，每一所述栅极驱动电路的电源输入端与所述第一直流电源vcc连接；每一所述栅极驱动电路的输出端与其对应设置的桥臂mos管的栅极连接接。

本实施例中，栅极驱动电路可以采用栅极驱动ic来实现，也可以采用由运算放大器等分立元件组成的驱动电路来实现，第一直流电源vcc用于为栅极驱动电路提供供电电压。第一直流电源vcc的输出电压值可以为3.3v，5v，具体可以根据栅极驱动ic的驱动电压来设置，此处不做限制。第一直流电源vcc的输出端还与每一自举电路30的输入端连接，以在下桥臂mos管导通时，为对应的的自举电路30提供充电电源。栅极驱动电路接收的控制信号可以是外部控制器提供，也可以是用户通过上位机或者软件程序输入的控制信号，该栅极驱动电路在接收到该控制信号后，将控制信号转换为对应的pwm信号或者驱动信号，以驱动对应的mos管工作。

基于上述实施例，所述驱动电源电路20还进一步包括对应每一所述桥臂mos管设置的限流电阻(r11、r12、r21、r22)，各所述限流电阻串联设置于一所述栅极驱动电路的输出端与一桥臂mos管连接。

本实施例中，限流电阻串联设置于栅极驱动电路与桥臂mos管之间，用于防止栅极驱动电路输出的电流过大而烧毁桥臂mos管。

为了更好的阐述本发明的发明构思，以下结合图1至图8，对本发明图腾柱无桥pfc电路的工作原理进行说明：

在工频正半周期时，第一上桥臂mos管q1维持导通状态，第一下桥臂mos管q2维持截止状态，第二上桥臂mos管q3和第二下桥臂mos管q4以高频频率交替导通/截止。

参照图3，当第二下桥臂mos管q4导通时，第二上桥臂mos管q3截止，电流从交流电源ac的火线端输出，依次流经第一上桥臂mos管q1、负载(滤波电容cd1)、第二下桥臂mos管q4和电感器lin后回到交流电源ac的零线端(虚线回路)，交流电源ac和电感器lin通过第一上桥臂mos管q1和第二下桥臂mos管q4输出能量为负载供电，同时为滤波电容cd1提供电能，以使滤波电容cd1进行充电储能。在这过程中，第一自举电容cb1的电能加载在栅极驱动电路的电源端与接地端之间，以抬高第一上桥臂mos管q1的栅极驱动电压，以保证第一上桥臂mos管q1可靠导通。

参见图4，当第二上桥臂mos管q3导通时，第二下桥臂mos管q4截止，交流电源ac的电流从交流电源ac的火线端输出，依次从第一上桥臂mos管q1、第二上桥臂mos管q3和电感器lin流后回到交流电源ac的零线端(虚线回路)，交流电源ac通过第一上桥臂mos管q1和第二上桥臂mos管q3给电感器lin充电以完成电感器lin的储能，同时，直流负载r1通过滤波电容cd1进行供电。在这过程中，第一自举电容cb1的电能加载在栅极驱动电路的电源端与接地端之间，以抬高第一上桥臂mos管q1的栅极驱动电压，以保证第一上桥臂mos管q1可靠导通。

在工频负半周期时，第一下桥臂mos管q2维持导通状态，第一上桥臂mos管q1维持截止状态，第二上桥臂mos管q3和第二下桥臂mos管q4以高频频率交替导通/截止。

参见图5，当第二上桥臂mos管q3导通时，第二下桥臂mos管q4截止，交流电源ac的电流从交流电源ac的零线端输出，依次经电感器lin、第二上桥臂mos管q3、负载(滤波电容cd1)和第一下桥臂mos管q2回到交流电源ac的火线端(虚线回路)，交流电源ac和电感器lin通过第二上桥臂mos管q3和第一下桥臂mos管q2输出能量为负载供电，同时为滤波电容cd1提供电能，以使滤波电容cd1进行充电储能。在这个过程中，第一下桥臂mos管q2导通时，第一直流电源vcc的电流从第一直流电源vcc的正极端输出后，经第一二极管db1、第一电阻rb1、第一自举电容cb1和第一下桥臂mos管q2回到第一直流电源vcc的负极端(实线回路)，完成第一自举电容cb1的充电储能。

参见图6，当第二下桥臂mos管q4导通时，第二上桥臂mos管q3截止，交流电源ac的电流从交流电源ac的零线端输出，依次经电感器lin、第二下桥臂mos管q4和第一下桥臂mos管q2回到交流电源ac的火线端(虚线回路)交流电源ac通过第一下桥臂mos管q2和第二下桥臂mos管q4给电感器lin充电以完成电感器lin的储能，此时，滤波电容cd1给负载进行供电。在这个过程中，第一下桥臂mos管q2导通时，第一直流电源vcc的电流从第一直流电源vcc的正极端输出后，经第一二极管db1、第一电阻rb1、第一自举电容cb1和第一下桥臂mos管q2回到第一直流电源vcc的负极端(实线回路)，完成第一自举电容cb1的充电储能。

上述在第二上桥臂mos管q3和第二下桥臂mos管q4以高频频率导通的过程中，在第二下桥臂mos管q4导通时，第二自举电容cb2通过第一直流电源vcc、第二二极管db2、第二电阻rb2和第二下桥臂mos管q4形成充电回路(图未标示)进行储能，并在第二上桥臂mos管q3导通时，第二自举电容cb2的电能加载在栅极驱动电路的电源端与接地端之间，以抬高第二上桥臂mos管q3的栅极驱动电压，以保证第二上桥臂mos管q3可靠导通。

在图腾柱无桥pfc电路的输出端未接入负载，或者负载处于待机状态时，此时图腾柱无桥pfc电路工作在间歇振荡模式，在间歇振荡模式下，第一上桥臂mos管q1和第二上桥臂mos管q3一般处于截止状态，第一下桥臂mos管q2和第二下桥臂mos管q4根据工频频率轮流导通。

参见图7，在工频正半周期时，第二下桥臂mos管q4导通，第一下桥臂mos管q2截止，交流电源ac的电流从交流电源ac的火线端输出，依次从第一上桥臂mos管q1的续流二极管、负载(滤波电容cd1)、第二下桥臂mos管q4和电感器lin流后回到交流电源ac的零线端(虚线回路)，交流电源ac通过第一上桥臂mos管q1和第二下桥臂mos管q4输出，从而为滤波电容cd1提供电能，以使滤波电容cd1进行充电储能。在这个过程中，第二下桥臂mos管q4导通时，第一直流电源vcc的电流从第一直流电源vcc的正极端输出后，经第二二极管db2、第二电阻rb2、第二自举电容cb2和第一下桥臂mos管q2回到第一直流电源vcc的负极端(实线回路)，完成第二自举电容cb2的充电储能。

参见图8，在工频负半周期时，第一下桥臂mos管q2导通，第二下桥臂mos管q4截止，交流电源ac的电流从交流电源ac的零线端输出，依次从电感器lin、第二上桥臂mos管q3q1的续流二极管、滤波电容cd1和第一下桥臂mos管q2电感器lin流后回到交流电源ac的火线端(虚线回路)，交流电源ac通过第一上桥臂mos管q1和第二下桥臂mos管q4输出，从而为滤波电容cd1提供电能，以使滤波电容cd1进行充电储能。在这个过程中，第一下桥臂mos管q2导通时，第一直流电源vcc的电流从第一直流电源vcc的正极端输出后，经第一二极管db1、第一电阻rb1、第一自举电容cb1和第一下桥臂mos管q2回到第一直流电源vcc的负极端(实线回路)，完成第一自举电容cb1的充电储能。

本发明还提出一种电源转换装置，包括如上所述的图腾柱无桥pfc电路。该图腾柱无桥pfc电路的详细结构可参照上述实施例，此处不再赘述；可以理解的是，由于在本发明电源转换装置中使用了上述图腾柱无桥pfc电路，因此，本发明电源转换装置的实施例包括上述图腾柱无桥pfc电路全部实施例的全部技术方案，且所达到的技术效果也完全相同，在此不再赘述。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。