[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

CN105004910A - 一种pfc电感的电流检测方法及装置 - Google Patents

一种pfc电感的电流检测方法及装置 Download PDF

Info

Publication number
CN105004910A
CN105004910A CN201410161475.9A CN201410161475A CN105004910A CN 105004910 A CN105004910 A CN 105004910A CN 201410161475 A CN201410161475 A CN 201410161475A CN 105004910 A CN105004910 A CN 105004910A
Authority
CN
China
Prior art keywords
pfc
inductance
detection signal
voltage
inductive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201410161475.9A
Other languages
English (en)
Inventor
刘涛
林国仙
范杰
罗勇
周建平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZTE Corp
Original Assignee
ZTE Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZTE Corp filed Critical ZTE Corp
Priority to CN201410161475.9A priority Critical patent/CN105004910A/zh
Priority to US15/305,104 priority patent/US10330711B2/en
Priority to MYPI2016001845A priority patent/MY192046A/en
Priority to EP14889950.3A priority patent/EP3136114B1/en
Priority to ES14889950T priority patent/ES2769632T3/es
Priority to PCT/CN2014/089678 priority patent/WO2015161634A1/zh
Publication of CN105004910A publication Critical patent/CN105004910A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/42—Circuits or arrangements for compensating for or adjusting power factor in converters or inverters
    • H02M1/4208—Arrangements for improving power factor of AC input
    • H02M1/4225—Arrangements for improving power factor of AC input using a non-isolated boost converter
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
    • G01R15/18—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using inductive devices, e.g. transformers
    • G01R15/183—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using inductive devices, e.g. transformers using transformers with a magnetic core
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/0092—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof measuring current only
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/25—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof using digital measurement techniques
    • G01R19/2506—Arrangements for conditioning or analysing measured signals, e.g. for indicating peak values ; Details concerning sampling, digitizing or waveform capturing
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/10—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers
    • H02H7/12—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/42—Circuits or arrangements for compensating for or adjusting power factor in converters or inverters
    • H02M1/4208—Arrangements for improving power factor of AC input
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0003—Details of control, feedback or regulation circuits
    • H02M1/0009—Devices or circuits for detecting current in a converter
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0083—Converters characterised by their input or output configuration
    • H02M1/0085—Partially controlled bridges
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P80/00—Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
    • Y02P80/10—Efficient use of energy, e.g. using compressed air or pressurized fluid as energy carrier

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Rectifiers (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

本发明公开了一种PFC电感的电流检测方法及装置，涉及供电技术领域，所述方法包括：对临界导通模式PFC升压电感上的电压进行检测，得到电感电压检测信号；将所述电感电压检测信号转换成与其电感电流波形相一致的电压信号作为电感电流检测信号，以便利用所述电感电流检测信号对PFC进行环路保护或者对PFC进行过流保护。本发明能够通过对临界导通模式PFC电感的电压进行检测，间接获得电感电流的方法，实现临界导通模式PFC电感的电流检测功能，并利用测得的PFC电感的电流实现对系统的环路控制或电感电流峰值的保护控制。

Description

一种PFC电感的电流检测方法及装置
技术领域
本发明涉及供电技术领域，特别涉及一种临界导通模式PFC电感的电流检测方法及装置。
背景技术
当今，越来越多的电力与电子设备的应用加剧了电网的谐波污染，为了更好的减小谐波，功率因数校正电路（PFC：Power Factor Correction）得到了广泛的运用。与此同时，功率因数校正电路也正朝着高效率、高功率密度的方向发展。
在众多PFC中，一种临界导通模式（CRM：Critical-conduction Mode）的PFC被广泛应用。以图腾柱式无桥PFC拓扑为例，其工作在临界导通模式下，可以实现全交流输入范围以及全负载范围下的零电压开关（ZVS：Zero voltageswitch）或者谷值开关（VS：Valley switch），还可以同时满足高功率密度和高效率的要求。
图1是本发明实施例提供的PFC电感的电流检测的传统有桥临界导通PFC的电路结构图，如图1所示，传统临界导通有桥PFC包括并联在第一连接点A和第二连接点B之间的至少两个桥臂，第一桥臂包括两个同向串联的二极管，第二桥臂包括同向串联的两个二极管。所述传统有桥临界导通PFC电路还包括至少一个PFC电感，在第三连接点C和第二连接点B之间有一个开关管S1，在第三连接点C和第四连接点D之间有一个二极管D5，在第四连接点D和第二连接点B之间还并联有滤波电容C0和负载R0。
图2是本发明实施例提供的PFC电感的电流检测的传统图腾柱式无桥PFC的电路结构图，如图2所示，传统图腾柱式无桥PFC包括并联连接在第一连接点A和第二连接点B之间的至少两个桥臂，第一桥臂包括两个同向串联的开关管或二极管，第二桥臂包括同向串联的两个开关管。所述图腾柱式无桥PFC电路包括至少一个PFC电感，在第一连接点A和第二连接点B之间还并联有滤波电容C0和负载R0。在输入电压处于正半周时，二极管D2一直导通，闭合开关管S2，断开开关管S1，这时电感L上的电流从零增大，进行储能；当上述储能过程结束后，开关管S2断开，开关管S1闭合，这时电感L上的电流从峰值减小，进行能量释放；当输入交流电压为负半周时，二极管D1一直导通，闭合开关管S1，断开开关管S2，这时电感L上的电流从零增大，进行储能；当上述储能过程结束后，开关管S1断开，开关管S2闭合，这时电感L上的电流从峰值减小，进行能量释放。
然而，在应用传统有桥临界导通PFC和传统图腾柱式无桥PFC进行实践和研究的过程中，临界导通模式功率因数校正电路需要及时准确地得到电感电流信号，并用于环路控制或者实现电感电流保护功能，但如何得到电感电流信号是亟待研究人员解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种PFC电感的电流检测方法及装置，能够解决在临界导通模式下，无法获取PFC电感的电流问题。
根据本发明的一个方面，提供了一种PFC电感的电流检测方法，包括：
对临界导通模式PFC升压电感上的电压进行检测，得到电感电压检测信号；
将所述电感电压检测信号转换成与其电感电流波形相一致的电压信号作为电感电流检测信号，以便利用所述电感电流检测信号对PFC进行环路保护或者对PFC进行过流保护。
所述的对临界导通模式PFC升压电感上的电压进行检测，得到电感电压检测信号的步骤包括：
通过在所述PFC升压电感两端串接检测电阻，通过检测电阻得到与所述PFC升压电感电流相适应的电压降；
将所得到的电压降作为所述电感电压检测信号。
所述的对临界导通模式PFC升压电感上的电压进行检测，得到电感电压检测信号的步骤还包括：
通过在所述PFC升压电感的磁芯上绕制电感辅助绕组，在所述电感辅助绕组上得到与所述PFC升压电感电流相适应的感应电压；
将所得到的感应电压作为所述电感电压检测信号。
优选地，所述的在所述电感辅助绕组上得到所述PFC升压电感电流相适应的感应电压包括：
通过电磁耦合，在所述电感辅助绕组上得到对应于所述PFC升压电感电流的上升波形的正电压，以及对应于所述PFC升压电感电流的下降波形的负电压。
优选地，所述的在所述电感辅助绕组上得到所述PFC升压电感电流相适应的感应电压还包括：
通过电磁耦合，在所述电感辅助绕组上得到对应于所述PFC升压电感电流的锯齿波正半周的正脉冲，以及对应于所述PFC升压电感电流的锯齿波负半周的正脉冲。
所述的将所述电感电压检测信号转换成与其电感电流波形相一致的电压信号作为电感电流检测信号的步骤包括：
对所述电感电压检测信号进行积分处理，并将积分处理后的电感电压检测信号作为电感电流检测信号，其与所述PFC升压电感电流信号的波形一致。
优选地，所述的对所述电感电压检测信号进行积分处理的步骤包括：
对所述电感辅助绕组上得到的正、负电压进行积分处理，通过导通或关断相应的开关管，使其对接入的积分电路中的电容进行充放电；
对所述积分电路中的电容两端的电压进行检测，获取积分处理后的与电感电流波形相适应的电压检测信号。
优选地，所述的对所述电感电压检测信号进行积分处理的步骤还包括：
通过对所述电感辅助绕组上得到的正、负脉冲进行积分处理，驱动导通或关断相应的开关管，使其对接入的积分电路中的电容进行充放电；
对所述积分电路中的电容两端的电压进行检测，获取积分处理后的与电感电流波形相适应的电压检测信号。
根据本发明的另一方面，提供了一种PFC电感的电流检测装置，包括：
检测模块，用于对临界导通模式PFC升压电感上的电压进行检测，得到电感电压检测信号；
转换模块，用于将所述电感电压检测信号转换成与其电感电流波形相一致的电压信号作为电感电流检测信号，以便利用所述电感电流检测信号对PFC进行环路保护或者对PFC进行过流保护。
优选地，所述转换模块进一步包括：
积分子模块，用于对所述电感电压检测信号进行积分处理，并将积分处理后的电感电压检测信号作为电感电流检测信号，其与所述PFC升压电感电流信号的波形一致。
与现有技术相比较，本发明的有益效果在于：本发明能够通过对临界导通模式PFC电感电压进行检测，间接获得电感电流的方法，实现临界导通模式PFC电感的电流检测功能。
附图说明
图1是本发明实施例提供的PFC电感的电流检测的传统有桥临界导通PFC的电路结构图；
图2是本发明实施例提供的PFC电感的电流检测的传统图腾柱式无桥PFC的电路结构图；
图3是本发明实施例提供的PFC电感的电流检测的方法原理图；
图4是本发明实施例提供的PFC电感的电流检测的结构示意图；
图5是本发明实施例提供的PFC电感的电流检测的传统有桥临界导通PFC电感电流检测装置示意图；
图6是本发明实施例提供的PFC电感的电流检测的传统有桥临界导通PFC电感电流检测的电路原理图；
图7是本发明实施例提供的PFC电感的电流检测的传统有桥临界导通PFC电感电流检测电路各部分所对应的波形图；
图8是本发明实施例提供的PFC电感的电流检测的图腾柱式无桥PFC电感电流检测装置的结构示意图；
图9是本发明实施例提供的PFC电感的电流检测的图腾柱式无桥PFC电感电流检测的电路原理图一；
图10是本发明实施例提供的PFC电感的电流检测的图腾柱式无桥PFC电感电流检测电路各部分所对应的波形图一；
图11是本发明实施例提供的PFC电感的电流检测的图腾柱式无桥PFC电感电流检测的电路原理图二；
图12是本发明实施例提供的PFC电感的电流检测的图腾柱式无桥PFC电感电流检测电路各部分所对应的波形图二。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明，应当理解，以下所说明的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
图3是本发明实施例提供的PFC电感的电流检测的方法原理图，如图3所示，具体步骤如下：
步骤S1：对临界导通模式PFC升压电感上的电压进行检测，得到电感电压检测信号。
在步骤S1中，通过在所述PFC升压电感两端串接检测电阻，通过检测电阻得到与所述PFC升压电感电流相适应的电压降；
将所得到的电压降作为所述电感电压检测信号。
进一步地，通过电磁耦合，在所述电感辅助绕组上得到对应于所述PFC升压电感电流的上升波形的正电压，以及对应于所述PFC升压电感电流的下降波形的负电压。
或者，通过在所述PFC升压电感的磁芯上绕制电感辅助绕组，在所述电感辅助绕组上得到与所述PFC升压电感电流相适应的感应电压；
将所得到的感应电压作为所述电感电压检测信号。
进一步地，通过电磁耦合，在所述电感辅助绕组上得到对应于所述PFC升压电感电流的锯齿波正半周的正脉冲，以及对应于所述PFC升压电感电流的锯齿波负半周的正脉冲。
步骤S2：将所述电感电压检测信号转换成与其电感电流波形相一致的电压信号作为电感电流检测信号，以便利用所述电感电流检测信号对PFC进行环路保护或者对PFC进行过流保护。
在步骤S2中，对所述电感电压检测信号进行积分处理，并将积分处理后的电感电压检测信号作为电感电流检测信号，其与所述PFC升压电感电流信号的波形一致。
进一步地，所述的对所述电感电压检测信号进行积分处理的步骤包括：
对所述电感辅助绕组上得到的正、负电压进行积分处理，通过导通或关断相应的开关管，使其对接入的积分电路中的电容进行充放电；
对所述积分电路中的电容两端的电压进行检测，获取积分处理后的与电感电流波形相适应的电压检测信号。
进一步地，所述的对所述电感电压检测信号进行积分处理的步骤还包括：
通过对所述电感辅助绕组上得到的正、负脉冲进行积分处理，驱动导通或关断相应的开关管，使其对接入的积分电路中的电容进行充放电；
对所述积分电路中的电容两端的电压进行检测，获取积分处理后的与电感电流波形相适应的电压检测信号。
图4是本发明实施例提供的PFC电感的电流检测的结构示意图，如图4所示，包括临界导通PFC、电感电压检测单元和电感电压检测信号处理单元。
所述临界导通PFC包括电感电流工作在临界连续模式的传统有桥和无整流桥功率因数校正电路。
所述电感电压检测单元用于检测PFC电感上的电压，并将所检测到的PFC电感电压信号作为电感电压检测信号处理单元的输入。其中，电感电压检测单元可以使用分压电阻来直接检测，例如，利用分压电阻对PFC电感电压进行检测，将分压电阻串接PFC电感，检测与PFC电感电流相适应的电压降，然后将所检测到的电压降送入电感电压检测信号处理单元。此外，也可以使用电感辅助绕组来检测，例如，电感辅助绕组优选耦合在PFC电感磁芯上的绕组，分别检测PFC电感两端的电压，然后将所检测到的电压信号分别送入电感电压检测信号处理单元。
其中，所述电感电压检测单元实现了检测模块的功能，即，所述检测模块用于对临界导通模式PFC升压电感上的电压进行检测，得到电感电压检测信号。
所述电感电压检测信号处理单元用于将检测出来的电感电压信号利用一定的积分电路进行积分，还原成电感电流信号。具体表现为，所述电感电压检测信号处理单元包括至少一个积分电路，积分电路的一端与所述电感电压检测单元相连，另一端与大地相连，积分电路中电容上的电压就是所述电感电流的检测值，即所述电感电压检测信号处理单元将输入进来的电感电压信号经过处理转换成电感电流信号，其中，电感电压检测信号处理单元的输出即为所要得到的电感电流信号。此外，所述电感电压检测信号处理单元中包括一些开关管用于使输入电压正负半周的电感电流都能从一个输出端口输出，该电感电流用于对PFC进行环路控制或者对PFC进行过流保护。所述电感电压检测信号处理单元中还包括另一些开关管用于对正负半周的电感电压信号进行摘选，从而检测到正确的电感电流输出信号。
其中，电感电压检测信号处理单元实现了转换模块的功能，即，所述转换模块用于将所述电感电压检测信号转换成与其电感电流波形相一致的电压信号作为电感电流检测信号，以便利用所述电感电流检测信号对PFC进行环路保护或者对PFC进行过流保护。所述转换模块的积分子模块用于对所述电感电压检测信号进行积分处理，并将积分处理后的电感电压检测信号作为电感电流检测信号，其与所述PFC升压电感电流信号的波形一致。
该电感电压检测信号处理单元的工作原理为：所述临界导通模式PFC电感电流在一个开关周期内从零上升到最大值，然后从最大值降低到零。因此，所述PFC电感上的电压在一个开关周期内会发生两次翻转，一次是正电压到负电压的翻转，一次是负电压到正电压的翻转。由于PFC电感电压会在电感电流最大值处进行翻转，所述电感电压检测信号处理单元中的电阻电容信号处理电路会在电感电流上升阶段进行充电积分，在电感电流下降阶段进行放电，所述电容上的电压信号就是和PFC电感电流波形一致的电感电流信号。
具体表现为，所述电感电压检测单元将所检测到的PFC电感电压送到电感电压检测信号处理单元进行处理，所述电感电压检测信号处理单元将接收到的PFC电感电压信号经过由电阻和电容、开关管组成的信号处理电路，将PFC电感电压信号处理为PFC电感电流信号。
图5是本发明实施例提供的PFC电感的电流检测的传统有桥临界导通PFC电感电流检测装置示意图，图6是本发明实施例提供的PFC电感的电流检测的传统有桥临界导通PFC电感电流检测的电路原理图，如图5、6所示，在传统有桥临界导通PFC电感电流检测装置的PFC电感上增加绕制一个辅助绕组，该PFC电感辅助绕组耦合在PFC电感的磁芯上。其中，PFC电感辅助绕组的A端和PFC电感的1端是同名端，PFC电感辅助绕组的B端接地。PFC电感辅助绕组的A端与电阻R相连，电阻R的另一端与电容C相连，电容C的另一端接地。在PFC电感电流上升的时候，辅助绕组的两端A和B为正电压；在电感电流下降的时候，辅助绕组的两端A和B为负电压。所以，电容C上的电压波形就是PFC电感辅助绕组根据采样得到的PFC电感电压利用RC积分得到的，其波形代表PFC电感电流的波形。然后，电容C上的电压波形进入数字信号处理器（DSP：DigitalSignal Processor）的模拟数字转换器（ADC：Analog-to-Digital Converter）采样端口。
图7是本发明实施例提供的PFC电感的电流检测的传统有桥临界导通PFC电感电流检测电路各部分所对应的波形图，如图7所示，第一个波形IL是有桥临界导通PFC电感电流的波形，第二个波形VAB是PFC电感辅助绕组上所检测到的PFC电感电压波形，第三个波形VC是RC积分电路中电容C上所对应的波形，其波形形状与PFC电感电流的波形相似，即，电容C上的电压波形是进入DSP的ADC采样端口的波形。
图8是本发明实施例提供的PFC电感的电流检测的图腾柱式无桥PFC电感电流检测装置的结构示意图，图9是本发明实施例提供的PFC电感的电流检测的图腾柱式无桥PFC电感电流检测的电路原理图一，本发明实施例以一个具体的应用实例对本发明的图腾柱式无桥PFC电感电流检测装置进行具体说明，当然该电感电流检测装置并不限于本发明实施例的这种形式，本领域技术人员还可以根据其掌握的专业知识选择采用其他类似形式，只要能实现各功能即可。如图8，9所示，在图腾柱式无桥PFC的PFC电感上增加绕制两个辅助绕组，分别用于检测输入交流电压在正负半周时所对应的电感电压，两个PFC电感辅助绕组均耦合在PFC电感的磁芯上。其中，PFC电感辅助绕组1的A1端、PFC电感辅助绕组2的B1端和PFC电感的1端是同名端，PFC电感辅助绕组1的A2端与PFC电感辅助绕组2的B1端连接在一起，并接地。PFC电感辅助绕组1的A1端与电阻R1相连，PFC电感辅助绕组2的B2端与电阻R2相连，电阻R1和R2的另一端分别与开关三极管VT1和VT2的集电极相连，开关三极管VT1和VT2的发射极与地相连，电容C1和C2分别与开关三极管VT1和VT2的集电极和发射极并联，开关三极管VT1和VT2的集电极分别与二极管D1、D2的阳极相连，D1和D2的阴极相连在一起，并且与DSP的ADC采样端口相连。在工频正半周的时候，PFC电感电流由1端流向2端，在电感电流上升的时候，PFC电感辅助绕组1的A1端为正电压，A2端为负电压，而PFC电感辅助绕组2的B1端为负电压，B2端为正电压；在电感电流下降的时候，PFC电感辅助绕组1的A1端为负电压，A2端为正电压，而PFC电感辅助绕组2的B1端为正电压，B2端为负电压。所以在工频正半周时，驱动开关三极管VT2，使开关三极管VT2一直导通，而开关三极管VT1无驱动电压，所以开关三极管VT1一直处于关断状态。这样，电容C1上的电压波形就是PFC电感辅助绕组1根据采样到的PFC电感电压利用RC积分得到的，其波形代表PFC电感电流的波形，然后进入DSP的ADC采样端口，而电容C2由于开关三极管VT2一直处于导通的状态，所以C2的电压为零，这样就可以得到工频正半周时的PFC电感电流。在工频负半周的时候，PFC电感电流由2端流向1端，在电感电流上升的时候，PFC电感辅助绕组1的A1端为负电压，A2端为正电压，而PFC电感辅助绕组2的B1端为正电压，B2端为负电压；在电感电流下降的时候，PFC电感辅助绕组1的A1端为正电压，A2端为负电压，而PFC电感辅助绕组2的B1端为负电压，B2端为正电压。所以在工频负半周时，驱动开关三极管VT1，使开关三极管VT1一直导通，而开关三极管VT2无驱动电压，所以开关三极管VT2一直处于关断状态。这样，电容C2上的电压波形就是PFC电感辅助绕组2根据采样到的PFC电感电压利用RC积分得到的，其波形代表PFC电感电流的波形，然后进入DSP的ADC采样端口，而电容C1由于开关三极管VT1一直处于导通状态，所以电容C1的电压为零，这样就可以得到工频负半周时的PFC电感电流。
图10是本发明实施例提供的PFC电感的电流检测的图腾柱式无桥PFC电感电流检测电路各部分所对应的波形图一，如图10所示，第一个波形IL是图腾柱式无桥PFC电感电流的波形，第二个波形Vg1是开关三极管VT1的驱动电压波形，第三个波形Vg2是开关三极管VT2的驱动电压波形，第四个波形VC1是电容C1的电压波形，第五个波形VC2是电容C2的电压波形，第六个波形VC是最终输出的PFC电感电流波形。
图11是本发明实施例提供的PFC电感的电流检测的图腾柱式无桥PFC电感电流检测的电路原理图二，如图8，11所示，采用单PFC电感辅助绕组、四个开关管、一个电阻和一个电容完成PFC电感电流的采样。在输入交流电压正半周时，一直开通开关管S2和S3，关闭开关管S1和S4，这样在PFC电感电流上升时，PFC电感辅助绕组通过电阻R给电容C充电，在PFC电感电流下降时，电容C通过电阻R对PFC电感辅助绕组放电，这样在电容C上得到的电压波形就是正半周时的PFC电感电流波形；在输入交流电压负半周时，开通开关管S1和S4，关闭开关管S2和S3，在PFC电感电流上升时，PFC电感辅助绕组通过电阻R给电筒C充电，在PFC电感电流下降时，电容C通过电阻R对PFC电感辅助绕组放电，这样电容C得到的电压波形就是负半周时的PFC电感电流波形。
图12是本发明实施例提供的PFC电感的电流检测的图腾柱式无桥PFC电感电流检测电路各部分所对应的波形图二，如图12所示，第一个波形IL为图腾柱式无桥PFC电感电流的波形，第二个波形Vaux是PFC电感辅助绕组上所检测到的电感电压波形，第三个波形VC是RC积分电路中电容C上所对应的波形，其波形形状与PFC电感电流的波形相似，即，电容C上的电压波形是进入DSP的ADC采样端口的波形。
综上所述，本发明具有以下技术效果：本发明能够通过对临界导通模式PFC电感的电压进行检测，间接获得电感电流的方法，实现临界导通模式PFC电感的电流检测功能，并利用测得的电感电流实现对系统的环路控制或电感电流峰值的保护控制。
尽管上文对本发明进行了详细说明，但是本发明不限于此，本技术领域技术人员可以根据本发明的原理进行各种修改。因此，凡按照本发明原理所作的修改，都应当理解为落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种PFC电感的电流检测方法，其特征在于，
对临界导通模式PFC升压电感上的电压进行检测，得到电感电压检测信号；
将所述电感电压检测信号转换成与其电感电流波形相一致的电压信号作为电感电流检测信号，以便利用所述电感电流检测信号对PFC进行环路保护或者对PFC进行过流保护。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的对临界导通模式PFC升压电感上的电压进行检测，得到电感电压检测信号的步骤包括：
通过在所述PFC升压电感两端串接检测电阻，通过检测电阻得到与所述PFC升压电感电流相适应的电压降；
将所得到的电压降作为所述电感电压检测信号。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的对临界导通模式PFC升压电感上的电压进行检测，得到电感电压检测信号的步骤还包括：
通过在所述PFC升压电感的磁芯上绕制电感辅助绕组，在所述电感辅助绕组上得到与所述PFC升压电感电流相适应的感应电压；
将所得到的感应电压作为所述电感电压检测信号。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的在所述电感辅助绕组上得到所述PFC升压电感电流相适应的感应电压包括：
通过电磁耦合，在所述电感辅助绕组上得到对应于所述PFC升压电感电流的上升波形的正电压，以及对应于所述PFC升压电感电流的下降波形的负电压。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的在所述电感辅助绕组上得到所述PFC升压电感电流相适应的感应电压还包括：
通过电磁耦合，在所述电感辅助绕组上得到对应于所述PFC升压电感电流的锯齿波正半周的正脉冲，以及对应于所述PFC升压电感电流的锯齿波负半周的正脉冲。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述的将所述电感电压检测信号转换成与其电感电流波形相一致的电压信号作为电感电流检测信号的步骤包括：
对所述电感电压检测信号进行积分处理，并将积分处理后的电感电压检测信号作为电感电流检测信号，其与所述PFC升压电感电流信号的波形一致。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述的对所述电感电压检测信号进行积分处理的步骤包括：
对所述电感辅助绕组上得到的正、负电压进行积分处理，通过导通或关断相应的开关管，使其对接入的积分电路中的电容进行充放电；
对所述积分电路中的电容两端的电压进行检测，获取积分处理后的与电感电流波形相适应的电压检测信号。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述的对所述电感电压检测信号进行积分处理的步骤包括：
通过对所述电感辅助绕组上得到的正、负脉冲进行积分处理，驱动导通或关断相应的开关管，使其对接入的积分电路中的电容进行充放电；
对所述积分电路中的电容两端的电压进行检测，获取积分处理后的与电感电流波形相适应的电压检测信号。
9.一种PFC电感的电流检测装置，其特征在于，
检测模块，用于对临界导通模式PFC升压电感上的电压进行检测，得到电感电压检测信号；
转换模块，用于将所述电感电压检测信号转换成与其电感电流波形相一致的电压信号作为电感电流检测信号，以便利用所述电感电流检测信号对所述PFC进行环路保护或者对PFC进行过流保护。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述转换模块进一步包括：
积分子模块，用于对所述电感电压检测信号进行积分处理，并将积分处理后的电感电压检测信号作为电感电流检测信号，其与所述PFC升压电感电流信号的波形一致。
CN201410161475.9A 2014-04-22 2014-04-22 一种pfc电感的电流检测方法及装置 Pending CN105004910A (zh)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410161475.9A CN105004910A (zh) 2014-04-22 2014-04-22 一种pfc电感的电流检测方法及装置
US15/305,104 US10330711B2 (en) 2014-04-22 2014-10-28 Method and device for detecting current of inductor of PFC circuit
MYPI2016001845A MY192046A (en) 2014-04-22 2014-10-28 Method and device for detecting current of inductor of pfc circuit
EP14889950.3A EP3136114B1 (en) 2014-04-22 2014-10-28 Method and device for detecting current of inductor of pfc circuit
ES14889950T ES2769632T3 (es) 2014-04-22 2014-10-28 Procedimiento y dispositivo para detectar la corriente del inductor del circuito PFC
PCT/CN2014/089678 WO2015161634A1 (zh) 2014-04-22 2014-10-28 一种pfc电路的电感电流检测方法及装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410161475.9A CN105004910A (zh) 2014-04-22 2014-04-22 一种pfc电感的电流检测方法及装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105004910A true CN105004910A (zh) 2015-10-28

Family

ID=54331703

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410161475.9A Pending CN105004910A (zh) 2014-04-22 2014-04-22 一种pfc电感的电流检测方法及装置

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10330711B2 (zh)
EP (1) EP3136114B1 (zh)
CN (1) CN105004910A (zh)
ES (1) ES2769632T3 (zh)
MY (1) MY192046A (zh)
WO (1) WO2015161634A1 (zh)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107147286A (zh) * 2017-07-03 2017-09-08 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 开关电源电感的电流过零检测方法、电路及控制方法
WO2018040789A1 (zh) * 2016-08-30 2018-03-08 中兴通讯股份有限公司 电源保护电路、方法及装置
CN108303581A (zh) * 2018-02-01 2018-07-20 深圳市华星光电技术有限公司 Goa电路及goa电路过流保护侦测方法
CN109217652A (zh) * 2018-10-29 2019-01-15 深圳市高斯宝电气技术有限公司 一种无桥功率因数校正电路的控制方法
CN109713918A (zh) * 2017-10-26 2019-05-03 半导体组件工业公司 具有功率因数校正的无桥ac-dc转换器及其方法
CN111044772A (zh) * 2019-12-31 2020-04-21 广州金升阳科技有限公司 一种电流采样电路及控制方法
CN111146937A (zh) * 2020-01-19 2020-05-12 宋庆国 一种三开关管三相pfc电路控制方法及系列拓扑结构
CN111327186A (zh) * 2020-03-23 2020-06-23 上海空间电源研究所 一种无桥功率因数校正电路的电感电流过零检测方法
CN113030554A (zh) * 2021-03-18 2021-06-25 广州金升阳科技有限公司 一种零电流检测电路及其检测方法
CN113131734A (zh) * 2019-12-31 2021-07-16 华为技术有限公司 电流检测装置和功率因数矫正装置
CN113432253A (zh) * 2021-06-10 2021-09-24 Tcl空调器(中山)有限公司 调节电路板载频的方法、装置、空调器和存储介质
CN113985138A (zh) * 2021-09-26 2022-01-28 杭州市电力设计院有限公司 电动汽车充电机升压电感电流间接测算方法及测压电路

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104518656B (zh) * 2013-10-08 2018-10-12 南京中兴软件有限责任公司 图腾柱无桥功率因数校正软开关控制装置和方法
CN104104062B (zh) * 2014-07-25 2018-01-16 华为技术有限公司 逆变器电路的过流保护系统和方法
CN106124842B (zh) * 2016-07-04 2019-05-28 芯海科技（深圳）股份有限公司 一种移动电源的小电流检测电路及方法
DE102016123515B4 (de) * 2016-12-06 2019-02-07 Universität Paderborn Strommesseinrichtung sowie Verfahren zur Messung eines elektrischen Stromes in einem Stromleiter
SE541090C2 (en) * 2017-06-14 2019-04-02 Husqvarna Ab A power tool for connection to ac mains via at least one residual current protective device
CN110299818B (zh) * 2018-03-21 2024-09-13 青岛朗进集团有限公司 一种双通道pfc功率模块电路
JP6962259B2 (ja) * 2018-04-11 2021-11-05 Tdk株式会社 スイッチング電源装置
CN108471126A (zh) * 2018-04-20 2018-08-31 国家电网公司 三相负荷不平衡自动调整系统
CN109164290B (zh) * 2018-09-30 2023-07-28 深圳市格瑞普智能电子有限公司 悬浮电压采样电路及方法
US10901035B2 (en) * 2019-02-01 2021-01-26 Intel Corporation Techniques in ensuring functional safety (fusa) systems

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5617013A (en) * 1994-06-13 1997-04-01 Bull Hn Information Systems Italia S.P.A. Power supply with power factor correction and protection against failures of the power factor correction
CN1753290A (zh) * 2004-09-21 2006-03-29 快捷韩国半导体有限公司 功率因子校正电路
CN102334269A (zh) * 2009-02-26 2012-01-25 松下电器产业株式会社 具有过电流保护的功率因数校正电路
CN102721848A (zh) * 2011-03-29 2012-10-10 艾默生网络能源系统北美公司 无桥pfc电路的输入电流检测方法及装置
CN102843025A (zh) * 2012-08-06 2012-12-26 台达电子工业股份有限公司 用于pfc电路的控制电路、控制方法及电源系统
CN103412181A (zh) * 2013-09-02 2013-11-27 南京埃科孚电子科技有限公司 用于升压型功率因数校正的电感电流过零检测电路
CN203465347U (zh) * 2013-09-02 2014-03-05 南京埃科孚电子科技有限公司 用于升压型功率因数校正的电感电流过零检测电路

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6980445B2 (en) * 2002-01-08 2005-12-27 Sanken Electric Co., Ltd. Power factor improving converter and control method thereof
US7148664B2 (en) * 2004-06-28 2006-12-12 International Rectifier Corporation High frequency partial boost power factor correction control circuit and method
US8174855B2 (en) * 2005-10-12 2012-05-08 International Rectifier Corporation Power factor correction integrated circuit with critical conduction mode
TWI364641B (en) * 2008-03-11 2012-05-21 Delta Electronics Inc Bridgeless pfc system for critical conduction mode and controlling method thereof
KR100904299B1 (ko) * 2008-11-03 2009-06-25 주식회사 실리콘마이터스 역률 보상 회로 및 그 구동 방법
DE112009004573T5 (de) * 2009-03-24 2012-09-06 Murata Manufacturing Co., Ltd. Schaltnetzteil

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5617013A (en) * 1994-06-13 1997-04-01 Bull Hn Information Systems Italia S.P.A. Power supply with power factor correction and protection against failures of the power factor correction
CN1753290A (zh) * 2004-09-21 2006-03-29 快捷韩国半导体有限公司 功率因子校正电路
CN102334269A (zh) * 2009-02-26 2012-01-25 松下电器产业株式会社 具有过电流保护的功率因数校正电路
CN102721848A (zh) * 2011-03-29 2012-10-10 艾默生网络能源系统北美公司 无桥pfc电路的输入电流检测方法及装置
CN102843025A (zh) * 2012-08-06 2012-12-26 台达电子工业股份有限公司 用于pfc电路的控制电路、控制方法及电源系统
CN103412181A (zh) * 2013-09-02 2013-11-27 南京埃科孚电子科技有限公司 用于升压型功率因数校正的电感电流过零检测电路
CN203465347U (zh) * 2013-09-02 2014-03-05 南京埃科孚电子科技有限公司 用于升压型功率因数校正的电感电流过零检测电路

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018040789A1 (zh) * 2016-08-30 2018-03-08 中兴通讯股份有限公司 电源保护电路、方法及装置
CN107147286A (zh) * 2017-07-03 2017-09-08 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 开关电源电感的电流过零检测方法、电路及控制方法
CN109713918A (zh) * 2017-10-26 2019-05-03 半导体组件工业公司 具有功率因数校正的无桥ac-dc转换器及其方法
CN109713918B (zh) * 2017-10-26 2022-05-03 半导体组件工业公司 具有功率因数校正的无桥ac-dc转换器及其方法
CN108303581A (zh) * 2018-02-01 2018-07-20 深圳市华星光电技术有限公司 Goa电路及goa电路过流保护侦测方法
CN108303581B (zh) * 2018-02-01 2020-05-22 深圳市华星光电技术有限公司 Goa电路及goa电路过流保护侦测方法
CN109217652A (zh) * 2018-10-29 2019-01-15 深圳市高斯宝电气技术有限公司 一种无桥功率因数校正电路的控制方法
CN113131734A (zh) * 2019-12-31 2021-07-16 华为技术有限公司 电流检测装置和功率因数矫正装置
CN111044772A (zh) * 2019-12-31 2020-04-21 广州金升阳科技有限公司 一种电流采样电路及控制方法
CN111044772B (zh) * 2019-12-31 2022-05-20 广州金升阳科技有限公司 一种电流采样电路及控制方法
CN111146937A (zh) * 2020-01-19 2020-05-12 宋庆国 一种三开关管三相pfc电路控制方法及系列拓扑结构
CN111327186A (zh) * 2020-03-23 2020-06-23 上海空间电源研究所 一种无桥功率因数校正电路的电感电流过零检测方法
CN113030554A (zh) * 2021-03-18 2021-06-25 广州金升阳科技有限公司 一种零电流检测电路及其检测方法
CN113432253A (zh) * 2021-06-10 2021-09-24 Tcl空调器(中山)有限公司 调节电路板载频的方法、装置、空调器和存储介质
CN113985138A (zh) * 2021-09-26 2022-01-28 杭州市电力设计院有限公司 电动汽车充电机升压电感电流间接测算方法及测压电路

Also Published As

Publication number Publication date
US10330711B2 (en) 2019-06-25
EP3136114A1 (en) 2017-03-01
WO2015161634A1 (zh) 2015-10-29
MY192046A (en) 2022-07-24
US20170045555A1 (en) 2017-02-16
EP3136114B1 (en) 2019-12-11
EP3136114A4 (en) 2017-03-29
ES2769632T3 (es) 2020-06-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105004910A (zh) 一种pfc电感的电流检测方法及装置
CN104237615B (zh) 电流过零检测装置、信号获取电路及电路系统
CN103904880B (zh) 一种输入电压阈值控制的部分有源功率因数校正电路
CN104518656A (zh) 图腾柱无桥功率因数校正软开关控制装置和方法
CN101707441A (zh) 图腾柱无桥电路系统及电流采样装置
CN111431394B (zh) 一种降压式单相三电平无桥pfc变换器系统的控制方法
CN103166489B (zh) 一种三相高功率因数整流器的控制电路
CN103840670A (zh) 一种节能型高频开关电源
CN104052326B (zh) 一种大功率单逆变螺柱焊机
CN103280963B (zh) 一种降低功率管导通功耗的pfc控制电路
CN103412181A (zh) 用于升压型功率因数校正的电感电流过零检测电路
CN203434871U (zh) 新型高频感应焊接电源结构
CN202486207U (zh) 光伏逆变器及风能变流器系统三相电网电压采样模块
CN203151389U (zh) 一种三相高功率因数整流器的控制电路
CN203465347U (zh) 用于升压型功率因数校正的电感电流过零检测电路
CN206364710U (zh) 基于pfc与llc谐振的智能半桥修正波电压转换电路
CN102013808B (zh) Dc-dc变换用输出电压隔离取样电路及其控制方法
CN201328102Y (zh) 变压器副边控制装置
CN106655804A (zh) 一种基于维也纳pfc的智能型半桥修正波电压转换电路
CN105656310B (zh) 基于sdc网络的三电平直流变换器简易构造方法
CN104467388B (zh) 基于pfc的传导型谐波抑制的电源
CN206620057U (zh) 基于pfc、全桥和半桥的智能型修正波电压转换电路
CN211959080U (zh) 一种降压式三相四线制三电平pfc整流器系统
CN112087128B (zh) 一种交错式无桥Buck PFC整流器系统
CN111431420B (zh) 一种三相四线制三电平Buck PFC整流器系统的控制方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20151028

RJ01 Rejection of invention patent application after publication