一種電流采樣電路及圖騰柱無(wú)橋電路電流采樣系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電路控制領(lǐng)域，特別是一種電流采樣電路及圖騰柱無(wú)橋電路電流采樣系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在能源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中，電源的轉(zhuǎn)換效率是非常重要的。與傳統(tǒng)的功率轉(zhuǎn)換電路相比，無(wú)橋電路可以消除部分或者全部二極管，降低了電路的導(dǎo)通損耗，在高效能源轉(zhuǎn)換上有優(yōu)勢(shì)。而圖騰柱無(wú)橋(Totem-Pole Bridgeless)電路作為無(wú)橋電路的一種，具有電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和轉(zhuǎn)換效率高等優(yōu)點(diǎn)，在近年來(lái)越來(lái)越受到普遍的應(yīng)用。
[0003]圖la、lb給出了圖騰柱無(wú)橋電路的電路圖。以圖1a為例，第一橋臂單元，第二橋臂單元互相并聯(lián)連接。第一橋臂單元中有兩個(gè)同向串聯(lián)的開(kāi)關(guān)管SI和S2。第二橋臂單元有兩個(gè)同向串聯(lián)的二極管Dl和D2。在兩個(gè)開(kāi)關(guān)管的連接點(diǎn)中間和兩個(gè)二極管的連接點(diǎn)中間連接有電源ACl和電感LI。并聯(lián)連接的電容Cl，負(fù)載RL與第一橋臂單元，第二橋臂單元互相并聯(lián)連接。
[0004]在圖騰柱無(wú)橋電路中，一個(gè)主要的挑戰(zhàn)在于對(duì)電感電流的采樣從而實(shí)現(xiàn)對(duì)SI和S2的控制時(shí)序?，F(xiàn)有技術(shù)中一般采用以下兩種技術(shù)。其一，采用霍爾傳感器直接采樣電感電流，通過(guò)采樣電流控制開(kāi)關(guān)管SI和S2，由于霍爾傳感器本身體積較大且價(jià)格較高，故采用這一方法價(jià)格較貴，且無(wú)法微型化圖騰柱無(wú)橋電路;其二，采用了采樣電阻和若干個(gè)運(yùn)放，把信號(hào)供給ADC，而且需要額外的隔離輔助電源提供隔離電源，這一方案同樣成本過(guò)高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明主要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種圖騰柱無(wú)橋電路電流采樣系統(tǒng)，采用電流互感器對(duì)流過(guò)電流進(jìn)行采樣，降低電流采樣成本，提高電流采樣效率。
[0006]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的一個(gè)技術(shù)方案是:提供一種電流采樣電路，所述電流采樣電路包括:電流互感器、復(fù)位電阻、二極管、采樣開(kāi)關(guān)管與采樣電阻，所述電流互感器包括原邊繞組與副邊繞組；
[0007]所述復(fù)位電阻并聯(lián)在電流互感器副邊繞組兩端，所述采樣開(kāi)關(guān)管、二極管與采樣電阻串聯(lián)后，并聯(lián)連接在復(fù)位電阻兩端；
[0008]所述電流采樣電路的原邊繞組連接在被采樣電路中；
[0009]當(dāng)所述采樣開(kāi)關(guān)管閉合時(shí)，所述電流采樣電路采集流過(guò)被采樣電路中的電流。
[0010]進(jìn)一步地，所述電流采樣電路包括:第一電流采樣電路與第二電流采樣電路。
[0011]更進(jìn)一步地，所述第一電流采樣電路與第二電流采樣電路共用采樣電阻。
[0012]更進(jìn)一步地，所述電流互感器包括第一原邊繞組、第一副邊繞組、第二原邊繞組與第二副邊繞組；
[0013]所述第一原邊繞組與第二原邊繞組分別連接在被采樣電路中；所述第一副邊繞組兩端與第一電流采樣電路的復(fù)位電阻并聯(lián);所述第二副邊繞組與第二電流采樣電路的復(fù)位電阻并聯(lián)。
[0014]更進(jìn)一步地，所述采樣開(kāi)關(guān)管為絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管或雙極結(jié)型晶體管。
[0015]為解決上述技術(shù)問(wèn)題本發(fā)明還提供一種圖騰柱無(wú)橋電路電流采樣系統(tǒng)，包括并聯(lián)連接在第一并聯(lián)連接點(diǎn)與第二并聯(lián)連接點(diǎn)之間的第一橋臂單元、第二橋臂單元與負(fù)載單元，所述第一橋臂單元包括同向串聯(lián)的第一開(kāi)關(guān)管與第二開(kāi)關(guān)管，所述第二橋臂單元包括同向串聯(lián)的第一二極管與第二二極管，所述負(fù)載單元包括并聯(lián)連接的電容與負(fù)載電阻，所述兩個(gè)開(kāi)關(guān)管間的第一連接點(diǎn)與所述兩個(gè)二極管間的第二連接點(diǎn)之間連接有電源與電感，所述圖騰柱無(wú)橋電路電流采樣系統(tǒng)還包括:
[0016]第一電流采樣單元，第一電流采樣單元與所述第一開(kāi)關(guān)管串聯(lián)于所述第一并聯(lián)連接點(diǎn)與第一連接點(diǎn)之間，或第一電流采樣單元與所述第一二極管串聯(lián)于所述第一并聯(lián)連接點(diǎn)與第二連接點(diǎn)之間，所述第一電流采樣單元，用于當(dāng)?shù)谝婚_(kāi)關(guān)管閉合時(shí)采樣流過(guò)第一開(kāi)關(guān)管或第一二極管的電流或感應(yīng)電流；
[0017]第二電流采樣單元，第二電流采樣單元與所述第二開(kāi)關(guān)管串聯(lián)于所述第二并聯(lián)連接點(diǎn)與第一連接點(diǎn)之間，或第二電流采樣單元與所述第二二極管串聯(lián)于所述第二并聯(lián)連接點(diǎn)與第二連接點(diǎn)之間，所述第二電流采樣單元，用于當(dāng)?shù)诙_(kāi)關(guān)管閉合時(shí)采樣流過(guò)第二開(kāi)關(guān)管或第二二極管的電流或感應(yīng)電流；
[0018]第三電流采樣單元先與負(fù)載單元串聯(lián)后并聯(lián)在第一并聯(lián)連接點(diǎn)與第二并聯(lián)連接點(diǎn)之間，所述第三電流采樣單元，用于采樣流過(guò)負(fù)載單元的電流；
[0019]控制單元，與所述三個(gè)電流采樣單元、第一開(kāi)關(guān)管與第二開(kāi)關(guān)管相連，根據(jù)所述三個(gè)電流采樣單元采樣的電流信號(hào)，控制第一開(kāi)關(guān)管和第二開(kāi)關(guān)管的閉合或斷開(kāi)。
[°02°]進(jìn)一步地，所述第一電流采樣單元與第二電流采樣單元包括:電流互感器、復(fù)位電阻、二極管、采樣開(kāi)關(guān)管與采樣電阻，所述電流互感器包括原邊繞組與副邊繞組；
[0021]所述復(fù)位電阻并聯(lián)在電流互感器副邊繞組兩端，所述采樣開(kāi)關(guān)管、二極管與采樣電阻串聯(lián)后，并聯(lián)連接在復(fù)位電阻兩端；
[0022]所述第一電流采樣單元的原邊繞組與所述第一開(kāi)關(guān)管串聯(lián)于所述第一并聯(lián)連接點(diǎn)與第一連接點(diǎn)之間，或與第一二極管串聯(lián)于所述第一并聯(lián)連接點(diǎn)與第二連接點(diǎn)之間；
[0023]所述第二電流采樣單元的原邊繞組與所述第二開(kāi)關(guān)管串聯(lián)于所述第二并聯(lián)連接點(diǎn)與第一連接點(diǎn)之間，或與所述第二二極管串聯(lián)于所述第二并聯(lián)連接點(diǎn)與第二連接點(diǎn)之間；
[0024]所述采樣電阻與所述開(kāi)關(guān)控制單元連接，當(dāng)所述采樣開(kāi)關(guān)管閉合時(shí)，所述第一電流采樣單元或第二電流采樣單元采樣流過(guò)的電流。
[0025]更進(jìn)一步地，所述第一電流采樣單元與第二電流采樣單元共用采樣電阻。
[0026]更進(jìn)一步地，所述電流互感器包括第一原邊繞組、第一副邊繞組、第二原邊繞組與第二副邊繞組；
[0027]所述第一原邊繞組與第二原邊繞組分別連接在圖騰柱無(wú)橋電路中；所述第一副邊繞組兩端與第一電流采樣單元的復(fù)位電阻并聯(lián);所述第二副邊繞組與第二電流采樣單元的復(fù)位電阻并聯(lián)。
[0028]更進(jìn)一步地，所述開(kāi)關(guān)管為絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管或雙極結(jié)型晶體管。
[0029]更進(jìn)一步地，所述第一電流采樣單元中的采樣開(kāi)關(guān)管與所述第一開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)時(shí)序相同或相應(yīng)；
[0030]所述第二電流采樣單元中的采樣開(kāi)關(guān)管管與所述第二開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)時(shí)序相同或相應(yīng)。
[0031]具體地，所述第一電流采樣單元與所述第一開(kāi)關(guān)管串聯(lián)于所述第一并聯(lián)連接點(diǎn)與第一連接點(diǎn)之間;所述第二電流采樣單元與所述第二開(kāi)關(guān)管串聯(lián)于所述第二并聯(lián)連接點(diǎn)與第一連接點(diǎn)之間。
[0032]具體地，所述第一電流采樣單元與所述第一開(kāi)關(guān)管串聯(lián)于所述第一并聯(lián)連接點(diǎn)與第一連接點(diǎn)之間;所述第二電流采樣單元與所述第二二極管串聯(lián)于所述第二并聯(lián)連接點(diǎn)與第二連接點(diǎn)之間。
[0033]具體地，所述第一電流采樣單元與所述第一二極管串聯(lián)于所述第一并聯(lián)連接點(diǎn)與第二連接點(diǎn)之間;所述第二電流采樣單元與所述第二開(kāi)關(guān)管串聯(lián)于所述第二并聯(lián)連接點(diǎn)與第一連接點(diǎn)之間。
[0034]具體地，所述第一電流采樣單元與所述第一二極管串聯(lián)于所述第一并聯(lián)連接點(diǎn)與第二連接點(diǎn)之間;所述第二電流采樣單元與所述第二二極管串聯(lián)于所述第二并聯(lián)連接點(diǎn)與第二連接點(diǎn)之間。
[0035]本發(fā)明的有益效果:1.本發(fā)明提供一種簡(jiǎn)單實(shí)用的電流采樣電路，該采樣電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，采樣效率高，同能相同的采樣電路能共用器件，在不影響效率的前提下降低成本。
[0036]2.本發(fā)明提供的圖騰柱無(wú)橋電路電流采樣系統(tǒng)，采用三個(gè)采樣單元，控制單元根據(jù)三個(gè)采樣單元提供的電流數(shù)據(jù)，能夠?qū)⒊浞烹娧h(huán)劃分為充電環(huán)節(jié)(即交流輸入對(duì)電感LI的儲(chǔ)存能量)與放電環(huán)節(jié)(即電感LI對(duì)輸出端的釋放能量)，采用一個(gè)或者兩個(gè)采集電流值觸發(fā)充電環(huán)節(jié)，用兩個(gè)或一個(gè)采集電流值觸發(fā)放電環(huán)節(jié)，大大簡(jiǎn)化了控制單元的復(fù)雜程度，同時(shí)保證圖騰柱無(wú)橋電路能夠精準(zhǔn)的跟隨交流電變化頻率，進(jìn)行電路充放電循環(huán)。
【附圖說(shuō)明】
[0037]圖1a為現(xiàn)有技術(shù)中圖騰柱無(wú)橋電路不意圖；
[0038]圖1b為現(xiàn)有技術(shù)中另一種圖騰柱無(wú)橋電路不意圖；
[0039]圖2為本發(fā)明第一實(shí)施例提供的圖騰柱無(wú)橋電路電流采樣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040]圖3為本發(fā)明第二實(shí)施例提供的圖騰柱無(wú)橋電路電流采樣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0041]圖4為本發(fā)明第三實(shí)施例提供的圖騰柱無(wú)橋電路電流采樣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0042]圖5為本發(fā)明第四實(shí)施例提供的圖騰柱無(wú)橋電路電流采樣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖