本技术涉及开关电源,具体涉及一种大功率油冷电源pfc电流采样电路。
背景技术:
1、pfc(power factor correction,功率因数校正)电路广泛应用于开关电源、电子整流器、变频调速器等电路设备中,通过改善功率因数,有效提高设备有功功率,降低能源损耗,降低输入电流谐波,避免传导干扰和辐射干扰产生。pfc电路包括无源功率因数校正(passive power factor corrector,ppfc)电路和有源功率因数校正(active powerfactor corrector,apfc)电路,目前应用较多、效果较好的方法是有源pfc电路。
2、常规的有源pfc电路在桥式整流电路和滤波电路之后,利用电阻分压采样输入交流电压波形,并送入pfc控制芯片,便于电流波形跟踪。该电路能够在电源输入电压较低的情况下实现输入电流的峰值与输入电压同步,进而获得较高的输入功率因数。
3、伴随着开关电源技术的高速发展,大功率开关电源得到了广泛应用。在大功率开关电源应用中,其输入电压大都是三相交流输入,经过三相pfc整流之后,直流母线电压会高到800v左右,输出功率可达几万瓦甚至十几万瓦。
4、当输出功率达到3kw以上,并浸入冷却油中时,采样电流信号会受到严重干扰,以受到干扰的信号给单片机作检测,单片机会发出不规则不可控的脉冲驱动信号,导致输出功率较大时pfc电感出现饱和现象,使pfc电路不能正常工作。
技术实现思路
1、有鉴于此,有必要提供一种工作稳定可靠的大功率油冷电源pfc电流采样电路。
2、一种大功率油冷电源pfc电流采样电路,设置于多层pcb电路板上,包括pfc电源电路、输入电流采样电路和数字逻辑控制电路,所述输入电流采样电路的输入端连接至所述pfc电源电路,所述输入电流采样电路的输出端连接至所述数字逻辑控制电路,所述数字逻辑控制电路的输出端连接至所述pfc电源电路的开关mos管;所述输入电流采样电路包括霍尔模拟电路,所述数字逻辑控制电路包括单片机单元u25,所述霍尔模拟电路和所述单片机单元u25之间的电路连线设于所述多层pcb电路板的内层pcb板上,所述pfc电源电路的电路连线设于所述多层pcb电路板的顶层pcb电路板和底层pcb电路板上。
3、优选地,所述pfc电源电路采用三相维也纳电路拓扑结构,所述pfc电源电路的输入端设有第一输入共模电感lx1和第二输入共模电感lx2,所述第一输入共模电感lx1和所述第二输入共模电感lx2相互串联设置,用于过滤电路输入端的共模电磁干扰信号。
4、优选地,所述pfc电源电路的三相输入端还设有安规y1电容和安规x2电容,所述安规y1电容包括多个电容cy1、cy2、cy5、cy8、cy9、cy7、cy10、cy11、cy12、cy4,所述安规y1电容用于抑制所述pfc电源电路产生的共模噪声对电网和外接设备的电磁干扰;所述安规x2电容包括多个电容cx7、cx8、cx12、cx4、cx5、cx6、cx9、cx10、cx11,所述安规x2电容用于抑制所述pfc电源电路产生的差模噪声对电网和外接设备的电磁干扰。
5、优选地,所述pfc电源电路的输入端还设有多个保险管f1、f2、f3、及多个压敏电阻rv1、rv2、rv3、rv26,保险管f1、f2、f3对后级电路起到保护作用,多个压敏电阻rv1、rv2、rv3、rv26用于电路的防雷作用。
6、优选地,所述pfc电源电路还包括开机保护电路,所述开机保护电路包括第一继电器rv1、第二继电器rv2和多个电阻vr4、vr5、vr6、vr7;一部分电阻vr4、vr5串联于a相输入端,并与第一继电器rv1并联;另一部分电阻vr6、vr7串联于b相输入端,并与第二继电器rv2并联;所述开机保护电路用于开机时抑制冲击电流。
7、优选地,所述pfc电源电路包括多个pfc电感l2、l4、l6、及多个pfc续流二极管d5、d27、d30、d56、d21、d23;pfc电感l2、l4、l6分别连接至a相输入端、b相输入端和c相输入端,pfc续流二极管d5、d56并联连接至a相输入端和输出端正负极之间,pfc续流二极管d27、d21并联连接至b相输入端和输出端正负极之间,pfc续流二极管d30、d23并联连接至c相输入端和输出端正负极之间。
8、优选地,所述pfc电源电路的开关mos管包括多个开关功率mos管q13、q5、q54、q55、q27、q28,开关功率mos管q13、q5串联连接于a相输入端与工作地之间,开关功率mos管q54、q55串联连接于b相输入端与工作地之间,开关功率mos管q27、q28串联连接于c相输入端与工作地之间。
9、优选地,所述霍尔模拟电路包括第一霍尔模拟电路u5和第二霍尔模拟电路u21,所述第一霍尔模拟电路u5和所述第二霍尔模拟电路u21分别连接至所述pfc电源电路的a相输入端和c相输入端;所述第一霍尔模拟电路u5的输出端连接至第一信号跟随器u22,所述第二霍尔模拟电路u21的输出端连接至第二信号跟随器u24,所述第一霍尔模拟电路u5与第一信号跟随器u22之间和所述第二霍尔模拟电路u21与第二信号跟随器u24之间分别设有开关二极管。
10、优选地,所述单片机单元u25的第21引脚和第23引脚连接至第一信号跟随器u22的输出端,所述单片机单元u25的第22引脚、第26引脚和第30引脚连接至第二信号跟随器u24的输出端,所述单片机单元u25的第39引脚、第40引脚和第43引脚分别通过驱动电路连接至所述开关mos管的控制端。
11、优选地,所述多层pcb电路板采用四层pcb电路板,所述第一霍尔模拟电路u5与所述第一信号跟随器u22之间的电路连接线、所述第二霍尔模拟电路u21与所述第二信号跟随器u24之间的电路连接线、所述第一信号跟随器u22和所述第二信号跟随器u24与所述单片机单元u25之间的电路连接线设于第二层或者第三层pcb电路板上;所述pfc电源电路的各个元器件之间的电路连接线设于第一层或者第四层pcb电路板上;第二层pcb电路板、第三层电路板上电路连接线采用短距离、大线宽的布线方式。
12、上述大功率油冷电源pfc电流采样电路中,所述输入电流采样电路对所述pfc电源电路中的电流进行采样,采样电流经所述霍尔模拟电路和差分比较器电路后,由所述数字逻辑控制电路输出的脉冲驱动信号控制所述pfc电源电路的开关mos管的导通时间,使输入电流跟随输入电压的变化而变化。所述霍尔模拟电路用于电流传感器,以检测采样电流的电流值,在所述霍尔模拟电路的输出端设置开关二极管和跟随器,增加输入阻抗的同时,使所述数字逻辑控制电路的输入信号随采样电流值同步变化。霍尔模拟电路、信号跟随器与单片机单元之间的布线设置于内层pcb电路板上,并使其尽可能缩短并加宽,减小阻抗,在浸入冷却油中时,单片机单元的输入信号免受高频信号干扰,单片机单元的输出的脉冲驱动信号规则可控,避免pfc电感出现饱和现象,保证了pfc电路正常工作。本实用新型电路结构简单,易于生产,成本低廉,便于推广。