[发明专利]图腾柱无桥功率因数校正电路和电力电子设备

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。