[发明专利]一种无桥PFC电路及变频产品

说明书

本发明公开了一种无桥PFC电路及变频产品，包括由四个整流二极管连接而成的桥式整流电路，在其中一个上桥整流二极管和与其连接的下桥整流二极管上分别并联有一个功率开关管，在两个下桥整流二极管的阳极之间连接有一采样电阻，在采样电阻与并联有功率开关管的下桥整流二极管的连接节点处设置电流信号采样点，控制电路根据交流输入电源的电压信号以及电流信号采样点的电流信号生成驱动信号控制两个功率开关管通断，使电流波形同步于交流输入电源的电压波形，达到功率因数校正的目的。本发明的PFC电路将功率因数校正电路与整流电路共用,省却了一个单独的PFC电路环节,减少了电路损耗,使得交直流电源转换效率明显提升。

技术领域

本发明属于电源电路技术领域，具体地说，是涉及一种用于交流-直流转换过程中的功率因数校正电路。

背景技术

为了满足家电产品的节能要求，变频产品得到了快速发展。目前的变频产品，其电源电路大多需要经历从交流→直流→交流的电源转换过程，在转换过程中电流和电压之间的相位差会造成转换功率的损失，此时便需要功率因数校正电路来提高电源电路的功率因数。

功率因数校正电路，即PFC（Power Factor Correction）电路，其作用是对电流波形进行控制，使其同步于输入电压的波形。传统的PFC电路如图1所示，连接在由四个二极管D1-D4组成的整流桥与大容量的储能电容C1之间，包括电感L1、升压二极管D5、开关管Q1和驱动芯片等主要组成部分。其中，驱动芯片根据交流输入电源AC的电压变化，生成脉冲信号控制开关管Q1导通或关断。电感L1在开关管Q1导通的期间储存能量，在开关管Q1关断的期间将其储存的能量输出，通过升压二极管D5对大容量的充能电容C1充电，实现功率因数的补偿。

如图1可见，传统的PFC电路在实际应用过程中是需要外接整流桥的，交流输入电源AC首先通过整流桥进行交流-直流（AC-DC）的转换，然后将生成的直流电源传送至PFC电路进行功率因数校正过程。这种电路设计的缺点是AC-DC转换效率较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无需外接整流桥的PFC电路，通过控制交直流转换过程与功率因数校正过程同步进行，可以实现电源转换效率的明显提升。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：

一方面，本发明提出了一种无桥PFC电路，包括桥式整流电路、电感、采样电阻、交流检测电路和控制电路；其中，所述桥式整流电路的交流侧接收交流输入电源，直流侧连接直流输出端，包括两个上桥整流二极管和两个下桥整流二极管，在其中一个上桥整流二极管和与其相连的下桥整流二极管上分别并联有一个功率开关管，对应为上桥功率开关管和下桥功率开关管；所述电感串联在交流输入电源的传输线路中；所述采样电阻连接在两个下桥整流二极管的阳极之间，在采样电阻与并联有功率开关管的下桥整流二极管的连接节点处设置电流信号采样点；所述交流检测电路用于检测所述交流输入电源的电压信号；所述控制电路接收所述交流检测电路检测到的电压信号，在交流电压的正半周期间，关闭上桥功率开关管，控制下桥功率开关管通断，并在下桥功率开关管开通期间采集所述电流信号采样点的电流信号；在交流电压的负半周期间，关闭下桥功率开关管，控制上桥功率开关管通断，并在上桥功率开关管关闭期间采集所述电流信号采样点的电流信号；所述控制电路结合采集到的电流信号和电压信号，按照PFC控制算法进行PFC控制。