[发明专利]图腾柱无桥功率因数校正电路和电力电子设备有效

专利信息
申请号: 202080006012.9 申请日: 2020-08-12
公开(公告)号: CN114365407B 公开(公告)日: 2023-05-09
发明(设计)人: 陈建;胡志祥;刘源俊 申请(专利权)人: 华为数字能源技术有限公司
主分类号: H02M7/02 分类号: H02M7/02;H02M7/217;G01R19/00
代理公司: 暂无信息 代理人: 暂无信息
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摘要:
搜索关键词: 图腾 柱无桥 功率因数 校正 电路 电力 电子设备
【说明书】:

本申请公开了一种图腾柱无桥功率因数校正电路和电力电子设备,涉及电力电子技术领域,图腾柱无桥功率因数校正电路包括:第一驱动电路、整流桥、电感和电流检测电路;整流桥包括位于第一桥臂的第一MOS管和第一电阻;当交流电源的第二输出端为正电压时,第一驱动电路用于根据第一PWM信号驱动第一MOS管的第一端和第二端导通,使得交流电源通过第一MOS管对电感进行充电;第一电阻用于将流经第一MOS管的电流转换为对应的第一电压信号;电流检测电路用于当第一电压信号超过第一参考电压时,通过输出端向第一驱动电路输出关断信号;第一驱动电路还用于当接收到关断信号时驱动第一MOS管关断。

技术领域

本申请涉及电力电子技术领域,尤其涉及一种图腾柱无桥功率因数校正(powerfactor correction,PFC)电路和电力电子设备。

背景技术

为了抑制交流电网的谐波污染,PFC电路被广泛应用于电力电子技术领域中。其中,图腾柱无桥PFC电路可以提供很高的传输效率,被越来越广泛的应用。

图腾柱(Totem-Pole)无桥PFC电路通过脉宽调制(pulse width modulation,PWM)信号控制两个金属氧化物半导体(metal oxide semiconductor,MOS)管依次导通和关断,来控制电感的充电和放电,从而对电网的功率因数进行校正。但是如果MOS管导通时电流过大(即过电流)则会损坏MOS管。

一种防止过电流损坏MOS管的方案是,测量图腾柱无桥PFC电路中电感放电电流,当其超过阈值时,缩短MOS管在下一PWM周期的导通时间来防止过电流损坏MOS管。但是这种方案不能应对瞬态的过电流,在本周期不能实现及时关断MOS管,所以仍有损坏MOS管的风险。

发明内容

本申请实施例提供一种图腾柱无桥PFC电路和电力电子设备,用于在产生过电流时快速关断MOS管,从而防止损坏MOS管。

为达到上述目的,本申请的实施例采用如下技术方案:

第一方面,提供了一种图腾柱无桥功率因数校正电路,包括:第一驱动电路、整流桥、电感和电流检测电路;整流桥包括位于第一桥臂的第一金属氧化物半导体MOS管和第一电阻,以及,位于第二桥臂的第一二极管;第一MOS管的第一端通过第一电阻和电感连接至交流电源的第一输出端,第一MOS管的第二端连接至第一二极管的阴极,第一二极管的阳极连接至交流电源的第二输出端;电流检测电路的输入端连接在第一电阻和电感之间,电流检测电路的输出端连接至第一驱动电路的第二输入端,第一驱动电路的输出端连接至第一MOS管的栅极,第一驱动电路的输入端用于输入第一脉宽调制PWM信号;第一MOS管的第一端和第二端中,一个为漏极另一个为源极;当交流电源的第二输出端为正电压时,第一驱动电路用于根据第一PWM信号驱动第一MOS管的第一端和第二端导通,使得交流电源通过第一MOS管对电感进行充电;第一电阻用于将流经第一MOS管的电流转换为对应的第一电压信号;电流检测电路用于当第一电压信号超过第一参考电压时,通过输出端向第一驱动电路输出关断信号;第一驱动电路还用于当接收到关断信号时驱动第一MOS管关断。

本申请实施例提供的图腾柱无桥功率因数校正电路,流经第一MOS管的电流所对应的第一电压信号大于第一参考电压,即流经第一MOS管的电流大于一个阈值时,第一比较器向第一驱动电路输出关断信号,触发第一触发器复位,从而关断第一MOS管。因此,在产生过电流时快速关断MOS管,从而防止损坏MOS管。

在一种可能的实施方式中,第一驱动电路包括第一或门和第一触发器,第一或门用于输入第一脉宽调制PWM信号的反向信号以及关断信号,第一或门的输出端连接至第一触发器的复位端,第一触发器的数据输入端用于输入第一PWM信号,第一触发器的数据输出端连接至第一MOS管的栅极。该实施方式提供了第一驱动电路的一种可能结构。

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