[发明专利]电流过零检测装置、信号获取电路及电路系统

说明书

本发明涉及一种电流过零检测装置、过零电流信号获取电路以及图腾柱无桥电路系统，电流过零检测装置包括电流互感器、第一采样开关管、第二采样开关管、采样电阻和比较器，电流互感器包括原边绕组和副边绕组；原边绕组与被检测电路连接；副边绕组的两端分别与第一、第二采样开关管的漏极连接；第一、第二采样开关管的源极相连，且源极接地；采样电阻的两端分别与第二采样开关管的漏极与源极连接；比较器的负输入端与第二采样开关管的漏极相连，正输入端与参考电压相连；第一、第二采样开关管处于闭合或断开的状态。电流过零检测装置、过零电流信号获取电路以及图腾柱无桥电路系统可以有效实现图腾柱无桥电路系统时序控制。

技术领域

本发明涉及供电技术领域，特别涉及一种电流过零检测装置、过零电流信号获取电路以及图腾柱无桥电路系统。

背景技术

单向中功率PFC（Power Factor Correction）整流技术的研究正朝着高效率、高功率密度的趋势发展，图腾柱无桥PFC拓扑即是顺应这种趋势而被提出的，如图1所示。在图腾柱无桥升压变换电路系统中：第一桥臂单元、第二桥臂单元和电容Co之间相互并联连接，且连接的一端接地；第一桥臂单元中有两个同向串联的工频开关管S1和S2；第二桥臂单元中有两个同向串联的开关管S3和S4；在两个二极管的连接点与两个开关管的连接点之间连接有交流电源Vin和电感L。

在上述的图腾柱无桥PFC电路系统中，由于该拓扑结构本身的限制，图腾柱PFC不能像双向开关无桥PFC一样，利用快恢复二极管的特性来改善EMI（Electro MagneticInterference），同时CCM（Continous Conduction Mode）模式的硬开关特性使其并不能满足业界日益增长的高效率的需求，因此本文介绍的图腾柱无桥PFC控制策略是基于TCM（triangular current mode）模式的，根据图腾柱简约的拓扑结构，若控制其在TCM模式下实现全输入电压、全负载范围内的零电压开通（zero voltage switching，ZVS）特性或谷底开通（valley switching，VS）特性，可以同时满足高功率密度、高效率的要求。

然而，在上述控制策略进行实践和研究的过程中，本发明的发明人发现：在现有的图腾柱变换电路系统中，基于以上控制思路，需要及时准确地检测PFC的电感电流过零点信号，用于实现工频开关管S1、S2和高频开关管S3、S4的时序控制，从而实现TCM模式下全输入电压、全负载范围内的ZVS或VS控制。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种电流过零检测装置、过零电流信号获取电路以及图腾柱无桥电路系统，以解决图腾柱无桥电路系统时序控制困难的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种电流过零检测装置，该装置包括电流互感器、第一采样开关管、第二采样开关管、采样电阻和比较器，所述电流互感器包括原边绕组和副边绕组；其中：

所述原边绕组与被检测电路连接；

所述副边绕组的两端分别与第一采样开关管和第二采样开关管的漏极连接；

所述第一采样开关管的源极与第二采样开关管的源极相连，且源极接地；

所述采样电阻的两端分别与所述第二采样开关管的漏极与源极连接；

所述比较器的负输入端与所述第二采样开关管的漏极相连，正输入端与参考电压相连；

所述第一、第二采样开关管处于闭合或断开的状态。

进一步地，所述装置还包括复位阻抗，所述复位阻抗的两端分别与所述副边绕组的两端连接。

进一步地，所述采样开关管为绝缘栅型场效应管（Mosfet），或绝缘栅型双极型晶体管（IGBT），或双极型晶体管（BJT）。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种电流过零点信号获取电路，该电路包括：