[发明专利]一种无桥PFC电流采样电路及其应用

说明书

本发明公开了一种无桥PFC电流采样电路及其应用，所述的无桥PFC电流采样电路包括：交流输入源AC、电感L1、第一开关管Q1和第二开关管Q2、第一整流管10和第二整流管20、第一采样电阻Rcs1和第二采样电阻Rcs2、输出电容Co。本申请的发明构思为采用两个采样电阻，通过对参考地的合理放置，从而采样到完整的输入电流(电感电流)波形，不需要额外的信号处理电路，就能实现对CCM、CRM和ZVS三种工作模式的电流采样，采样电路非常简单，成本低。

技术领域

本发明涉及无桥PFC，更具体地，涉及无桥PFC电流采样电路及其应用。

背景技术

有源功率因素校正(APFC，Active Power Factor Correction)在通信电源中应用广泛，APFC的控制中需要对交流输入电流进行采样。目前无桥PFC结构减少了整流桥，使得系统损耗显著降低，因其效率上显著的优点而受到广泛的关注。但在无桥PFC电路，特别是图腾柱无桥PFC电路中直接对交流输入电流采样比较困难，目前尚无比较简单、方便和有效的针对工作在各种电流连续模式下的无桥PFC电路的电流采样方案。

为解决这个难点广大研究者发明了诸如以下专利：

公开号为CN102721848B的专利公开了一种无桥PFC电路的输入电流检测方法及装置，如图1所示(来源于该专利附图1A)，其中的无桥PFC电路包括并联连接或交错并联的多个无桥PFC支路，输入电流检测装置包括用于控制无桥PFC支路中各个开关管占空比的平均电流控制环路，其特征在于：输入电流检测装置还包括串联在无桥PFC支路的正半周回路中的正半周分流器单元和串联在无桥PFC支路的负半周回路中的负半周分流器单元；平均电流控制环路还用于分别检测正半周分流器单元两端的电压和负半周分流器单元两端的电压，从而计算出无桥PFC电路的输入电流。

该专利方案明确表示是通过两个串接在整流单元和负半周单向导通器件之间的分流器单元进行分布采样，最后计算出无桥PFC电路的输入电流，该方案存在两个独立的输入电流检测电路不共地的情况，需要通过高频的差分电路对两个电流检测信号进行处理，得到合成后电流信号，再参与电流环路控制。开关管电源PFC电路的工作频率一般在60KHz以上，最高可以到1MHz，所以对于上述的电流信号处理电路来讲，需要额外的高频器件及其外围元器件，硬件电路复杂，电子元器件较多，成本也会很高。

公开号为CN106026720B的专利公开了一种PFC采样电路及空调器，如图2所示(来源于该专利附图3)，其中的PFC采样电路包括：第一储能电路、半桥切换电路、整流电路、第二储能电路及控制器；交流电源的一端连接第一储能电路的一端，第一储能电路的另一端连接半桥切换电路，半桥切换电路、整流电路、第二储能电路以及负载并联；交流电源的另一端连接整流电路，控制器连接半桥切换电路；其特征在于，还包括：电流采样电路；电流采样电路与控制器的输入端连接；电流采样电路包括采样电阻，连接于交流电源与第一储能电路之间。

该专利方案是通过在交流电源与电感间增加一个采样电阻，以采样电阻第一端为控制地来进行电流采样，该输入电流检测方案，在市电输入为正相时，采样电阻第二端得到的是一个正相的输入电流检测电压，在市电输入为负相时，采样电阻第二端得到的是一个负相的输入电流检测电压。所以还需要高频的全波整流单元做负压翻转处理，得到最终所需的正相的输入电流信号，参与环路控制。该专利方案也需要额外的电流信号处理电路，将采样到的高频电流信号进行全波整流处理后再参与电流环路控制。也需要额外的高频器件及其外围元器件，硬件电路复杂，电子元器件较多，成本高。

如上分析，目前实现的图腾无桥PFC的输入电流检测电路中，大多数都需要额外的电流信号处理电路，需要用到高频器件，比如高速运放、霍尔等，存在电流采样电路结构复杂、信号处理难度大、电子元器件多和成本高等缺陷。

发明内容