[发明专利]一种图腾柱无桥功率因素校正电路

说明书

技术领域

本发明涉及功率电子，特别是一种图腾柱无桥功率因素校正电路。

背景技术

图腾柱无桥功率因素校正（Totem-pole bridgeless Power Factor Correction）电路是一种能够同时实现高效率、高功率密度、还能减少共模噪声的拓扑。如图1所示，典型的图腾柱无桥PFC电路包括串联的两个开关器件S1、S2和串联的两个整流二极管D1、D2，并按照图1的方式连接。如果按照电流连续模式（CCM）进行工作，则一个开关器件关断后另一开关器件紧接着导通。由于开关器件S1、S2的反向恢复时间比较长（开关器件的反向恢复特性取决于开关器件中寄生的体二极管），所以当一个开关器件在关断之后有较长时间都处于反向恢复状态时，其所产生的反向恢复电流将会对刚开通的另一开关器件造成不利影响。因此，图腾柱无桥PFC电路无法工作在CCM模式，而只能一直工作在电流非连续模式（DCM）。

发明内容

本发明的主要目的就是针对现有技术的不足，提供一种图腾柱无桥PFC电路，解决开关器件反向恢复时间长的问题，可实现图腾柱无桥PFC工作在电流连续模式。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种图腾柱无桥PFC电路，包括具有第一开关管和第二开关管的开关管串联支路以及具有第一整流二极管和第二整流二极管的整流二极管串联支路，所述开关管串联支路的中间节点通过电感支路连接交流电源的一端，所述整流二极管串联支路的中间节点连接交流电源的另一端，所述开关管串联支路和所述整流二极管串联支路的两端分别接正、负母线，其特征在于,所述PFC电路还包括分别串联连接在所述第一开关管与负母线之间、所述第二开关管与正母线之间的两个串联二极管，以及分别并联连接在所述第一开关管和所述第二开关管的公共端与正、负母线之间的两个并联二极管，其中，所述串联二极管的极性与所述第一、第二开关管的体二极管的极性相反，与所述第一开关管对应的并联二极管的反向恢复时间小于所述第一开关管的反向恢复时间，与所述第二开关管对应的并联二极管的反向恢复时间小于所述第二开关管的反向恢复时间。

优选地,所述PFC电路具有并联连接的多组开关管串联支路和电感支路。

优选地,所述PFC电路具有并联连接的多组开关管串联支路、整流二极管串联支路和电感支路。

优选地,所述并联二极管为SiC二极管、快恢复二极管或GaN二极管。

本发明有益的技术效果是：

由于串联二极管和并联二极管的存在，使得第一开关管和第二开关管关断后再次开通时，只有并联二极管进行反向恢复，而由于并联二极管的反向恢复特性很好，反向恢复时间小于开关管的反向恢复时间，反向恢复电流较小，不会对工作在CCM模式的图腾柱无桥PFC电路造成破坏。

附图说明

图1为图腾柱无桥PFC电路拓扑图；

图2为本发明一个实施例的图腾柱无桥PFC电路拓扑图；

图3为图腾柱无桥PFC电路的交错并联拓扑图；

图4为本发明另一个实施例的图腾柱无桥PFC电路拓扑图；

图5为图腾柱无桥PFC电路的并联拓扑图；

图6为本发明又一个实施例的图腾柱无桥PFC电路拓扑图。

具体实施方式

以下通过实施例结合附图对本发明进行进一步的详细说明。

请参阅图1，在一个实施例中，图腾柱无桥PFC电路包括具有第一开关管S1和第二开关管S2的开关管串联支路以及具有第一整流二极管D1和第二整流二极管D2的整流二极管串联支路，开关管串联支路的中间节点通过电感支路Ls连接交流电源的一端，整流二极管串联支路的中间节点连接交流电源的另一端，开关管串联支路和整流二极管串联支路的两端分别接正、负母线，正、负母线在输出端还并联连接有电容Cb和负载RL。与常规的图腾柱无桥PFC电路不同，本实施例的PFC电路还包括分别串联连接在第一开关管S1与负母线之间、第二开关管S2与正母线之间的两个串联二极管D6、D4，以及分别并联连接在第一开关管S1和第二开关管S2的公共端与正、负母线之间的两个并联二极管D5、D3，其中，串联二极管D6、D4的极性与第一、第二开关管的体二极管DS1、DS2的极性相反，与第一开关管S1对应的并联二极管D5的反向恢复时间小于第一开关管S1的反向恢复时间（即小于其体二极管DS1的反向恢复时间），与第二开关管S2对应的并联二极管D3的反向恢复时间小于第二开关管S2的反向恢复时间。