本實(shí)用新型涉及功率因數(shù)校正技術(shù)，尤其涉及一種圖騰柱式功率因數(shù)校正裝置和電子設(shè)備。

背景技術(shù)：

功率因數(shù)(Power Factor，簡(jiǎn)稱PF)是用來(lái)衡量用電設(shè)備用電效率的一種參數(shù)。為了提高用電效率，在將交流輸入信號(hào)提供至用電設(shè)備之前，通常都會(huì)先對(duì)交流輸入信號(hào)進(jìn)行功率因數(shù)校正(Power Factor Correction，簡(jiǎn)稱PFC)。功率因數(shù)校正裝置通常都是通過減小電壓和電流之間的相位差來(lái)提高功率因數(shù)的。

圖騰柱(Totem Pole)式功率因數(shù)校正裝置是一種主流的功率因數(shù)校正裝置，其電路結(jié)構(gòu)可參見圖1。圖1示出的圖騰柱式功率因數(shù)校正裝置可以包括：電感L1、輸出電容Co、第一橋臂l1和第二橋臂l2。其中，第一橋臂l1包括開關(guān)管Q1和開關(guān)管Q2，二者在第一連接點(diǎn)A連接；第二橋臂12包括開關(guān)管Q3和開關(guān)管Q4，二者在第二連接點(diǎn)B連接；電感L1的第二端連接所述第一連接點(diǎn)A。開關(guān)管Q1和Q2為主管，通?？梢赃x用基于氮化鎵(GaN)材料的MOS管，其工作頻率一般較高，用于控制整個(gè)功率因數(shù)校正裝置100的充放電；開關(guān)管Q3和Q4用于同步整流，在交流輸入電壓AC的正、負(fù)半周內(nèi)分別交替導(dǎo)通。

在所述圖騰柱式功率因數(shù)校正裝置100中，需要對(duì)流經(jīng)所述開關(guān)管Q1至Q4中的至少一個(gè)的電流進(jìn)行電流檢測(cè)，并根據(jù)所述電流檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生用于控制所述開關(guān)管Q1和Q2變更開關(guān)狀態(tài)的開關(guān)控制信號(hào)。

盡管現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)公開了很多圖騰柱式功率因數(shù)校正裝置的方案，但是，從電路成本角度評(píng)價(jià)均比較昂貴，實(shí)用性不高。那么，如何不斷降低圖騰柱式功率因數(shù)校正裝置的成本，提高電路實(shí)用性是一個(gè)亟待解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型解決的一個(gè)技術(shù)問題是如何降低圖騰柱式功率因數(shù)校正裝置的成本，提高電路的實(shí)用性。

針對(duì)上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種圖騰柱式功率因數(shù)校正裝置，包括：第一輸入端、第二輸入端，配置為接收交流輸入信號(hào)；第一輸出端、第二輸出端，配置為向輸出負(fù)載提供輸出信號(hào)；電感，其第一端耦接所述第一輸入端；第一橋臂，其第一端直接或間接地耦接所述第一輸出端，其第二端直接或間接地耦接所述第二輸出端，所述第一橋臂包括串聯(lián)的第一開關(guān)器件和第二開關(guān)器件，所述第一開關(guān)器件和第二開關(guān)器件連接的第一連接點(diǎn)耦接所述電感的第二端；第二橋臂，其第一端耦接所述第一輸出端，其第二端耦接所述第二輸出端，所述第二橋臂包括串聯(lián)的第三開關(guān)器件和第四開關(guān)器件，所述第三開關(guān)器件和第四開關(guān)器件連接的第二連接點(diǎn)耦接所述第二輸入端；至少一個(gè)電流感應(yīng)單元，所述至少一個(gè)電流感應(yīng)單元配置為感應(yīng)流經(jīng)所述第一開關(guān)器件、第二開關(guān)器件、第三開關(guān)器件和第四開關(guān)器件中的至少一個(gè)的電流，以得到對(duì)應(yīng)的至少一路感應(yīng)電流；至少一個(gè)整流單元，與所述至少一個(gè)電流感應(yīng)單元一一對(duì)應(yīng)，每一整流單元配置為對(duì)相應(yīng)的一路感應(yīng)電流進(jìn)行整流后傳輸至電流檢測(cè)單元；所述電流檢測(cè)單元，配置為根據(jù)所述至少一路感應(yīng)電流得到檢測(cè)結(jié)果；開關(guān)控制單元，耦接所述電流檢測(cè)單元、第一開關(guān)器件和第二開關(guān)器件，所述開關(guān)控制單元配置為根據(jù)所述檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生開關(guān)控制信號(hào)，以控制所述第一開關(guān)器件和第二開關(guān)器件變更開關(guān)狀態(tài)。

可選地，所述至少一個(gè)電流感應(yīng)單元包括：第一電流互感器，其一次繞組串聯(lián)于所述第一橋臂的第二端和所述第一連接點(diǎn)之間，其二次繞組配置為輸出第一感應(yīng)電流；第二電流互感器，其一次繞組串聯(lián)于所述第一橋臂的第一端和所述第一連接點(diǎn)之間，其二次繞組配置為輸出第二感應(yīng)電流；所述至少一個(gè)整流單元包括：第一整流單元，配置為對(duì)所述第一感應(yīng)電流進(jìn)行整流后傳輸至所述電流檢測(cè)單元；第二整流單元，配置為對(duì)所述第二感應(yīng)電流進(jìn)行整流后傳輸至所述電流檢測(cè)單元。

可選地，所述第一整流單元包括：第一二極管、第二二極管、第三二極管、第四二極管、第五開關(guān)器件和第六開關(guān)器件；其中，所述第一二極管的負(fù)極與所述第四二極管的正極耦接所述第一電流互感器的二次繞組的第二端；所述第三二極管的負(fù)極與所述第二二極管的正極耦接所述第一電流互感器的二次繞組的第一端；所述第一二極管的正極和所述第三二極管的正極耦接所述第一整流單元的第一輸出端；所述第二二極管的負(fù)極經(jīng)由所述第五開關(guān)器件耦接所述第一整流單元的第二輸出端；所述第四二極管的負(fù)極經(jīng)由所述第六開關(guān)器件耦接至所述第一整流單元的第二輸出端；所述第二整流單元包括：第七二極管、第八二極管、第九二極管、第十二極管、第七開關(guān)器件和第八開關(guān)器件；其中，所述第七二極管的負(fù)極與所述第十二極管的正極耦接所述第二電流互感器的二次繞組的第二端；所述第九二極管的負(fù)極與所述第八二極管的正極耦接所述第二電流互感器的二次繞組的第一端；所述第七二極管的正極和所述第九二極管的正極耦接所述第二整流單元的第一輸出端；所述第八二極管的負(fù)極經(jīng)由所述第七開關(guān)器件耦接至所述第二整流單元的第二輸出端；所述第十二極管的負(fù)極經(jīng)由所述第八開關(guān)器件耦接至所述第二整流單元的第二輸出端。

可選地，所述電流檢測(cè)單元具有電流檢測(cè)端和參考端，所述電流檢測(cè)端耦接所述第一整流單元的第二輸出端和所述第二整流單元的第二輸出端，所述參考端耦接所述第一整流單元的第一輸出端和所述第二整流單元的第一輸出端，所述電流檢測(cè)單元包括：第一負(fù)載，其第一端耦接所述電流檢測(cè)端，其第二端耦接所述參考端；電壓檢測(cè)部件，配置為根據(jù)所述電流檢測(cè)端和參考端之間的電壓產(chǎn)生所述檢測(cè)結(jié)果。

可選地，所述電流檢測(cè)單元具有電流檢測(cè)端和參考端，所述參考端耦接所述第一整流單元的第一輸出端，所述電流檢測(cè)端耦接所述第二整流單元的第二輸出端，所述電流檢測(cè)單元包括：第一負(fù)載，所述第一負(fù)載的第一端耦接所述電流檢測(cè)端，所述第一負(fù)載的第二端耦接第三連接點(diǎn)；第二負(fù)載，所述第二負(fù)載的第一端耦接所述第三連接點(diǎn)，所述第二負(fù)載的第二端耦接所述參考端，所述第三連接點(diǎn)耦接所述第一整流單元的第二輸出端和所述第二整流單元的第一輸出端；電壓檢測(cè)部件，配置為根據(jù)所述電流檢測(cè)端和參考端之間的電壓產(chǎn)生所述檢測(cè)結(jié)果。

可選地，所述第一電流互感器的二次繞組具有第一抽頭；所述第一整流單元包括：第五二極管，所述第五二極管的正極耦接所述第一電流互感器的二次繞組的第一端，所述第五二極管的負(fù)極經(jīng)由第五開關(guān)器件耦接所述第一整流單元的第二輸出端；第六二極管，所述第六二極管的正極耦接所述第一電流互感器的二次繞組的第二端，所述第六二極管的負(fù)極經(jīng)由第六開關(guān)器件耦接所述第一整流單元的第二輸出端；所述第五開關(guān)器件和第六開關(guān)器件；其中，所述第一抽頭耦接所述第一整流單元的第一輸出端；所述第二電流互感器的二次繞組包括第二抽頭；所述第二整流單元包括：第十一二極管，所述第十一二極管的正極耦接所述第二電流互感器的二次繞組的第一端，所述第十一二極管的負(fù)極經(jīng)由第七開關(guān)器件耦接所述第二整流單元的第二輸出端；第十二二極管，所述第十二二極管的正極耦接所述第一電流互感器的二次繞組的第二端，所述第十二二極管的負(fù)極經(jīng)由第八開關(guān)器件耦接所述第二整流單元的第二輸出端；所述第七開關(guān)器件和第八開關(guān)器件；其中，所述第二抽頭耦接所述第二整流單元的第一輸出端。

可選地，所述電流檢測(cè)單元具有電流檢測(cè)端和參考端，所述電流檢測(cè)端耦接所述第一整流單元的第二輸出端和所述第二整流單元的第二輸出端，所述參考端耦接所述第一整流單元的第一輸出端和所述第二整流單元的第一輸出端，所述電流檢測(cè)單元包括：第一負(fù)載，其第一端耦接所述電流檢測(cè)端，其第二端耦接所述參考端；電壓檢測(cè)部件，配置為根據(jù)所述電流檢測(cè)端和參考端之間的電壓產(chǎn)生所述檢測(cè)結(jié)果。

可選地，所述電流檢測(cè)單元具有電流檢測(cè)端和參考端，所述參考端耦接所述第一整流單元的第一輸出端，所述電流檢測(cè)端耦接所述第二整流單元的第二輸出端，所述電流檢測(cè)單元包括：第一負(fù)載，所述第一負(fù)載的第一端耦接所述電流檢測(cè)端，所述第一負(fù)載的第二端耦接第三連接點(diǎn)；第二負(fù)載，所述第二負(fù)載的第一端耦接所述第三連接點(diǎn)，所述第二負(fù)載的第二端耦接所述參考端，所述第三連接點(diǎn)耦接所述第一整流單元的第二輸出端和所述第二整流單元的第一輸出端；電壓檢測(cè)部件，配置為根據(jù)所述電流檢測(cè)端和參考端之間的電壓產(chǎn)生所述檢測(cè)結(jié)果。

可選地，所述第五開關(guān)器件、第六開關(guān)器件、第七開關(guān)器件和第八開關(guān)器件的控制端耦接所述開關(guān)控制單元；所述開關(guān)控制單元配置為控制所述第五開關(guān)器件和第八開關(guān)器件導(dǎo)通，并控制所述第六開關(guān)器件和第七開關(guān)器件關(guān)斷，或者，所述開關(guān)控制單元配置為控制所述第五開關(guān)器件和第八開關(guān)器件關(guān)斷，并控制所述第六開關(guān)器件和第七開關(guān)器件導(dǎo)通。

針對(duì)上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型實(shí)施例還提供了一種電子設(shè)備，所述電子設(shè)備包括所述圖騰柱式功率因數(shù)校正裝置。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案具有以下有益效果：

本實(shí)用新型實(shí)施例的圖騰柱式功率因數(shù)校正裝置中，采用至少一個(gè)電流感應(yīng)單元感應(yīng)流經(jīng)所述第一開關(guān)器件、第二開關(guān)器件、第三開關(guān)器件和第四開關(guān)器件中的至少一個(gè)的電流，以得到對(duì)應(yīng)的至少一路感應(yīng)電流，并采用至少一個(gè)整流單元與所述至少一個(gè)電流感應(yīng)單元一一對(duì)應(yīng)，每一整流單元配置為對(duì)相應(yīng)的一路感應(yīng)電流進(jìn)行整流后傳輸至電流檢測(cè)單元；其中，所述電流檢測(cè)單元根據(jù)所述至少一路感應(yīng)電流得到檢測(cè)結(jié)果，并反饋所述檢測(cè)結(jié)果至開關(guān)控制單元以產(chǎn)生用于控制所述第一開關(guān)器件和第二開關(guān)器件變更開關(guān)狀態(tài)的開關(guān)控制信號(hào)。其中，本實(shí)用新型實(shí)施例利用所述至少一個(gè)電流感應(yīng)單元和至少一個(gè)整流單元得到至少一路感應(yīng)電流，并根據(jù)所述至少一路感應(yīng)電流得到檢測(cè)結(jié)果，整體方案結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、電路成本低，易于實(shí)施，實(shí)用性強(qiáng)。

附圖說(shuō)明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的一種圖騰柱式功率因數(shù)校正裝置的電路圖。

圖2是本實(shí)用新型第一實(shí)施例的圖騰柱式功率因數(shù)校正裝置的電路結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本實(shí)用新型第一實(shí)施例的圖騰柱式功率因數(shù)校正裝置的電路圖。

圖4是本實(shí)用新型第一實(shí)施例的圖騰柱式功率因數(shù)校正裝置的工作波形示意圖。

圖5是圖3所示的圖騰柱式功率因數(shù)校正裝置在交流輸入信號(hào)的正半周的等效電路圖。

圖6是圖5中的交流輸入信號(hào)和電流檢測(cè)信號(hào)的工作波形示意圖。

圖7是圖3所示的圖騰柱式功率因數(shù)校正裝置在交流輸入信號(hào)的負(fù)半周的等效電路圖。

圖8是本實(shí)用新型第二實(shí)施例的圖騰柱式功率因數(shù)校正裝置的電路圖。

圖9是本實(shí)用新型第三實(shí)施例的圖騰柱式功率因數(shù)校正裝置的電路圖。

圖10是本實(shí)用新型第四實(shí)施例的圖騰柱式功率因數(shù)校正裝置的電路圖。

圖11是本實(shí)用新型第五實(shí)施例的圖騰柱式功率因數(shù)校正裝置的電路圖。

具體實(shí)施方式

如背景技術(shù)部分所述，圖騰柱式功率因數(shù)校正裝置中需要對(duì)流經(jīng)各個(gè)開關(guān)管中至少一個(gè)的電流進(jìn)行檢測(cè)，并且，現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)公開的功率因數(shù)校正裝置的方案比較昂貴，實(shí)用性不高。

針對(duì)上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種圖騰柱式功率因數(shù)校正裝置，電路成本較低且實(shí)用性高。

為使本實(shí)用新型的上述目的、特征和有益效果能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例做詳細(xì)的說(shuō)明。

第一實(shí)施例

參照?qǐng)D2，圖2示出了根據(jù)本實(shí)用新型第一實(shí)施例的圖騰柱式功率因數(shù)校正裝置100。

所述圖騰柱式功率因數(shù)校正裝置100可以包括第一輸入端L、第二輸入端N、第一輸出端Vbulk+、第二輸出端Pri_RTN、電感L1、第一橋臂l1、第二橋臂l2、至少一個(gè)電流感應(yīng)單元(圖2僅示出第一電流感應(yīng)單元101和第二電流感應(yīng)單元102為例)、至少一個(gè)整流單元(圖2僅示出第一整流單元201和第二整流單元202為例)、電流檢測(cè)單元30和開關(guān)控制單元40。

進(jìn)一步而言，所述第一輸入端L和第二輸入端N配置為接收交流輸入信號(hào)AC，例如，所述交流輸入信號(hào)AC可以是工頻交流電壓信號(hào)，所述工頻(line frequency)為工業(yè)中交流電源的頻率。其中，在中國(guó)，所述工頻交流電壓信號(hào)為50Hz、220V；在日本或美國(guó)，所述工頻交流電壓信號(hào)為60Hz、110V。

所述第一輸出端Vbulk+和第二輸出端Pri_RTN配置為向輸出負(fù)載(圖未示)提供輸出信號(hào)(圖未示)。所述電感L1的第一端耦接所述第一輸入端L。

所述第一橋臂l1的第一端直接或間接地耦接所述第一輸出端Vbulk+，所述第一橋臂l1的第二端直接或間接地耦接所述第二輸出端Pri_RTN，所述第一橋臂l1包括串聯(lián)的第一開關(guān)器件Q1和第二開關(guān)器件Q2，所述第一開關(guān)器件Q1和第二開關(guān)器件Q2連接的第一連接點(diǎn)A耦接所述電感L1的第二端。其中，所述第一開關(guān)器件Q1和第二開關(guān)器件Q2可以是半導(dǎo)體開關(guān)器件，二者的內(nèi)部可以具有等效的體二極管(body diode)，二者的材料可以是碳化硅(SiC)、氮化鎵(GaN)等，但均不限于此。所述第一開關(guān)器件Q1和第二開關(guān)器件Q2適于受控交替導(dǎo)通或者關(guān)斷，二者的開關(guān)頻率可以較高，例如60kHz。

所述第二橋臂l2的第一端耦接所述第一輸出端Vbulk+，所述第二橋臂l2的第二端耦接所述第二輸出端Pri_RTN，所述第二橋臂l2包括串聯(lián)的第三開關(guān)器件Q3和第四開關(guān)器件Q4，所述第三開關(guān)器件Q3和第四開關(guān)器件Q4連接的第二連接點(diǎn)B耦接所述第二輸入端N。其中，所述第三開關(guān)器件Q3和第四開關(guān)器件Q4可以是常規(guī)的MOS開關(guān)管，但不限于此，還可以是例如二極管、三極管等其他開關(guān)器件。所述第三開關(guān)器件Q3和第四開關(guān)器件Q4適于受控交替導(dǎo)通或者關(guān)斷，二者的開關(guān)頻率，可以等于工頻，也即二者開關(guān)狀態(tài)受到頻率等于工頻的控制信號(hào)的控制，二者的開關(guān)狀態(tài)遠(yuǎn)小于所述第一開關(guān)器件Q1和第二開關(guān)器件Q2的開關(guān)頻率。

進(jìn)一步而言，所述圖騰柱式功率因數(shù)校正裝置100還可以包括輸出電容Co，耦接于所述第一輸出端Vbulk+和第二輸出端Pri_RTN之間。

所述至少一個(gè)電流感應(yīng)單元配置為感應(yīng)流經(jīng)所述第一開關(guān)器件Q1、第二開關(guān)器件Q2、第三開關(guān)器件Q3和第四開關(guān)器件Q4中的至少一個(gè)的電流，以得到對(duì)應(yīng)的至少一路感應(yīng)電流(圖中未標(biāo)示)。

在本實(shí)施例中，對(duì)流經(jīng)所述第一開關(guān)器件Q1、第二開關(guān)器件Q2、第三開關(guān)器件Q3和第四開關(guān)器件Q4中的至少一個(gè)的電流進(jìn)行感應(yīng)，感應(yīng)后得到的所述至少一路感應(yīng)電流在誤差允許的范圍內(nèi)與上述四個(gè)開關(guān)器件的至少一個(gè)的電流同相，幅度上可以按照一定比例增加或者減小。

所述至少一個(gè)整流單元與所述至少一個(gè)電流感應(yīng)單元一一對(duì)應(yīng)，也即整流單元201與所述第一電流感應(yīng)單元101對(duì)應(yīng)耦接，整流單元202與所述第二電流感應(yīng)單元102對(duì)應(yīng)耦接，每一整流單元配置為對(duì)相應(yīng)的一路感應(yīng)電流進(jìn)行整流后傳輸至所述電流檢測(cè)單元30。

所述電流檢測(cè)單元30配置為根據(jù)所述至少一路感應(yīng)電流得到檢測(cè)結(jié)果。

所述開關(guān)控制單元40耦接所述電流檢測(cè)單元30、第一開關(guān)器件Q1和第二開關(guān)器件Q2，所述開關(guān)控制單元40配置為根據(jù)所述檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生開關(guān)控制信號(hào)SW1以控制所述第一開關(guān)器件Q1變更開關(guān)狀態(tài)，以及開關(guān)控制信號(hào)SW2以控制第二開關(guān)器件Q2變更開關(guān)狀態(tài)。在具體實(shí)施中，所述開關(guān)控制單元40可以采用數(shù)字信號(hào)處理器(Digital Singal Processing，簡(jiǎn)稱DSP)、單片機(jī)、可編程邏輯器件(Programmable Logic Device，簡(jiǎn)稱PLD)等控制部件實(shí)現(xiàn)，本實(shí)施例不進(jìn)行特殊限制。

需要說(shuō)明的是，所述第三開關(guān)器件Q3和第四開關(guān)器件Q4的開關(guān)狀態(tài)也可以由上述開關(guān)控制單元40進(jìn)行控制，還可以單獨(dú)設(shè)置不同于所述開關(guān)控制單元40的其他控制單元進(jìn)行控制，本實(shí)施例不進(jìn)行特殊限制。

本實(shí)施例采用上述方案，使得電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低，易于實(shí)施，實(shí)用性強(qiáng)。

下面本實(shí)施例將一并參見圖2和圖3，對(duì)所述圖騰柱式功率因數(shù)裝置100中的至少一個(gè)電流感應(yīng)單元分別感應(yīng)流經(jīng)所述第一開關(guān)器件Q1和第二開關(guān)器件的電流的情況進(jìn)行介紹。為了簡(jiǎn)化，圖3中未示出開關(guān)控制單元以及所述第一開關(guān)器件Q1和第二開關(guān)器件Q2所需的開關(guān)控制信號(hào)。

所述至少一個(gè)電流感應(yīng)單元可以包括第一電流互感器T1和第二電流互感器T2；具體而言，圖2中的所述第一電流感應(yīng)單元101可以包括所述第一電流互感器T1，圖2中的所述第二電流感應(yīng)單元102可以包括所述第二電流互感器T2。所述至少一個(gè)整流單元可以對(duì)應(yīng)地包括第一整流單元201和第二整流單元202。

進(jìn)一步而言，所述第一電流互感器T1的一次繞組(也稱原邊繞組)可以串聯(lián)于所述第一橋臂l1的第二端和所述第一連接點(diǎn)A之間，具體地，可以串聯(lián)于所述第一連接點(diǎn)A和所述第一開關(guān)器件Q1之間，可以串聯(lián)于所述第一開關(guān)器件Q1和所述第一橋臂l1的第一端之間，所述第一電流互感器T1的二次繞組(也稱副邊繞組)配置為輸出第一感應(yīng)電流。所述第二電流互感器T2的一次繞組可以串聯(lián)于所述第一橋臂l1的第一端和所述第一連接點(diǎn)A之間，具體地，可以串聯(lián)于所述第一連接點(diǎn)A和所述第二開關(guān)器件Q2之間，也可以串聯(lián)于所述第二開關(guān)器件Q2和所述第一橋臂l1的第二端之間，所述第二電流互感器T2的二次繞組配置為輸出第二感應(yīng)電流。本實(shí)施例并不限制所述第一電流互感器T1和第二電流互感器T2的一次繞組和二次繞組的匝數(shù)比，例如，可以均為1:100。

所述第一整流單元201配置為對(duì)所述第一感應(yīng)電流進(jìn)行整流后傳輸至所述電流檢測(cè)單元30；所述第二整流單元202配置為對(duì)所述第二感應(yīng)電流進(jìn)行整流后傳輸至所述電流檢測(cè)單元30。

需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例不限制所述第一電流感應(yīng)單元101和第二電流感應(yīng)單元102的位置。以所述第一電流感應(yīng)單元101為例，可以如圖2所示，設(shè)置于所述第一開關(guān)器件Q1和第二輸出端Pri_RTN之間，也可以如圖3所示，設(shè)置于所述第一開關(guān)器件Q1和第一連接點(diǎn)A之間。此外，本實(shí)施例并不限制所述電流感應(yīng)單元的數(shù)量，其數(shù)量至少為一個(gè)，當(dāng)其數(shù)量為一個(gè)時(shí)，本實(shí)施例可以僅包括所述第一電流感應(yīng)單元101，所述第一電流感應(yīng)單元101包括所述第一電流互感器T1，所述第一電流互感器T1只要可以感應(yīng)到流經(jīng)所述第一開關(guān)器件Q1、第二開關(guān)器件Q2、第三開關(guān)器件Q3和第四開關(guān)器件Q4中的一個(gè)的電流即可。例如，所述第一電流互感器T1的一次繞組可以串聯(lián)于所述第一連接點(diǎn)A和所述第二開關(guān)器件Q2之間，可以串聯(lián)于所述第二開關(guān)器件Q2和所述第一橋臂l1的第二端之間，可以串聯(lián)于所述第一連接點(diǎn)A和所述第一開關(guān)器件Q1之間，可以串聯(lián)于所述第一開關(guān)器件Q1和所述第一橋臂l1的第一端之間等等。根據(jù)圖騰柱式功率因數(shù)校正裝置的原理可得，當(dāng)所述第一電流互感器T1僅感應(yīng)到流經(jīng)上述四個(gè)開關(guān)器件中的一個(gè)的電流時(shí)，也即僅能感應(yīng)到流經(jīng)所述第一開關(guān)器件Q1和第二開關(guān)器件Q2的電流中的一個(gè)，在具體實(shí)施中，可以根據(jù)流經(jīng)二者的電流中的一個(gè)計(jì)算得到另一個(gè)。

同理，當(dāng)所述電流感應(yīng)單元的數(shù)量為兩個(gè)時(shí)，所述第一電流互感器T1和第二電流互感器T2可以分別對(duì)流經(jīng)所述第一開關(guān)器件Q1和第二開關(guān)器件Q2的電流進(jìn)行感應(yīng)(也即圖3所示出的情況)，也可以分別對(duì)流經(jīng)所述第三開關(guān)器件Q3和第四開關(guān)器件Q4的電流進(jìn)行感應(yīng)，無(wú)需經(jīng)過計(jì)算得到。

繼續(xù)參見圖3，在本實(shí)施例中，所述第一整流單元可以包括：第一二極管D1、第二二極管D2、第三二極管D3、第四二極管D4、第五開關(guān)器件SW5和第六開關(guān)器件SW6。

其中，所述第一二極管D1的負(fù)極與所述第四二極管D4的正極耦接所述第一電流互感器T1的二次繞組的第二端；所述第三二極管D3的負(fù)極與所述第二二極管D2的正極耦接所述第一電流互感器T1的二次繞組的第一端；所述第一二極管D1的正極和所述第三二極管D3的正極耦接所述第一整流單元的第一輸出端；所述第二二極管D2的負(fù)極經(jīng)由所述第五開關(guān)器件SW5耦接所述第一整流單元的第二輸出端；所述第四二極管D4的負(fù)極經(jīng)由所述第六開關(guān)器件SW6耦接至所述第一整流單元的第二輸出端。

所述第二整流單元可以包括：第七二極管D7、第八二極管D8、第九二極管D9、第十二極管D10、第七開關(guān)器件SW7和第八開關(guān)器件SW8。

其中，所述第七二極管D7的負(fù)極與所述第十二極管D10的正極耦接所述第二電流互感器T2的二次繞組的第二端；所述第九二極管D9的負(fù)極與所述第八二極管D8的正極耦接所述第二電流互感器T2的二次繞組的第一端；所述第七二極管D7的正極和所述第九二極管D9的正極耦接所述第二整流單元的第一輸出端；所述第八二極管D8的負(fù)極經(jīng)由所述第七開關(guān)器件SW7耦接至所述第二整流單元的第二輸出端；所述第十二極管D10的負(fù)極經(jīng)由所述第八開關(guān)器件SW8耦接至所述第二整流單元的第二輸出端。

需要說(shuō)明的是，所述第一整流單元和第二整流單元可以采用上述橋式整流方案，也可以采用其他全波整流方案，本實(shí)施例不進(jìn)行特殊限制。

在具體實(shí)施中，所述電流檢測(cè)單元具有電流檢測(cè)端CS+和參考端，在本實(shí)施例中，所述參考端為地。所述電流檢測(cè)端CS+耦接所述第一整流單元的第二輸出端和所述第二整流單元的第二輸出端，所述參考端耦接所述第一整流單元的第一輸出端和所述第二整流單元的第一輸出端。需要說(shuō)明的是，所述參考端可以為地，也即電位等于零的端口，也可以為電位等于不同于零的其他端口作為參考端，本實(shí)施例不進(jìn)行特殊限制。

所述電流檢測(cè)單元可以包括：第一負(fù)載R1和電壓檢測(cè)部件(圖中未標(biāo)示)。其中，所述第一負(fù)載R1的第一端耦接所述電流檢測(cè)端CS+，所述第一負(fù)載R1的第二端耦接所述參考端；所述電壓檢測(cè)部件配置為根據(jù)所述電流檢測(cè)端CS+和參考端之間的電壓產(chǎn)生所述檢測(cè)結(jié)果。其中，將所述電流檢測(cè)端CS+和參考端之間輸出的信號(hào)定義為電流檢測(cè)信號(hào)CS。

以下將參照見圖4至圖7對(duì)所述圖騰柱式功率因數(shù)校正裝置100的工作過程進(jìn)行說(shuō)明。為了更加清楚、簡(jiǎn)明地示出等效電路，圖中5和圖7省略了開關(guān)控制單元、開關(guān)控制信號(hào)、關(guān)斷的開關(guān)器件。

參見圖4，在所述交流輸入信號(hào)AC的正半周，控制所述第三開關(guān)器件Q3關(guān)斷，所述第四開關(guān)器件Q4導(dǎo)通。例如，所述第三開關(guān)器件Q3和第四開關(guān)器件Q4為MOS管，可以控制所述第三開關(guān)器件Q3的柵極電壓G_Q3為邏輯低電平、所述第四開關(guān)器件Q4的柵極電壓G_Q4為邏輯高電平。

在具體實(shí)施中，所述第五開關(guān)器件SW5、第六開關(guān)器件SW6、第七開關(guān)器件SW7和第八開關(guān)器件SW8的控制端可以耦接所述開關(guān)控制單元，也可以耦接所述開關(guān)控制單元以外的控制單元或者電路進(jìn)行開關(guān)狀態(tài)變更，本實(shí)施例不進(jìn)行特殊限制，以下以耦接所述開關(guān)單元為例。在所述交流輸入信號(hào)AC的正半周，如果所述第一電流互感器T1的一次繞組的第一端和其二次繞組的第一端為同名端，且所述第二電流互感器T2的一次繞組的第一端和其二次繞組的第一端也為同名端，所述開關(guān)控制單元配置為控制所述第五開關(guān)器件SW5和第八開關(guān)器件SW8關(guān)斷，并控制所述第六開關(guān)器件SW6和第七開關(guān)器件SW7導(dǎo)通。

參見圖5，圖5為在所述交流輸入信號(hào)AC的正半周所述圖騰柱式功率因數(shù)校正裝置100的等效電路。所述第一開關(guān)器件Q1和第二開關(guān)器件Q2受控交替導(dǎo)通。當(dāng)所述第一開關(guān)器件Q1受控導(dǎo)通時(shí)，從所述第一輸入端L、電感L1、第一電流互感器T1、第一開關(guān)器件Q1至第二輸入端N形成電回路，流經(jīng)所述電感L1的電感電流陡增，所述第一開關(guān)器件Q1導(dǎo)通的時(shí)間越長(zhǎng)，所述電感電流越大。而后，所述第一開關(guān)器件Q1關(guān)斷，所述第二開關(guān)器件Q2尚未導(dǎo)通，而電感電流無(wú)法突變，因此，電流通過第二開關(guān)器件Q2的體二極管流向輸出電容Co。而后，當(dāng)所述第二開關(guān)器件Q2開始導(dǎo)通，從所述第一輸入端L、電感L1、第二開關(guān)器件Q2、第二電流互感器T2、第一輸出端Vbulk+、輸出電容Co、第二輸出端Pri_RTN至第二輸入端N形成電回路，在所述輸出負(fù)載的能量消耗作用下，所述電感電流下降。

經(jīng)過對(duì)所述電感電流的感應(yīng)和整流，可在所述電流檢測(cè)端CS+和參考端之間得到所述電流檢測(cè)信號(hào)CS，其波形可參見圖4，所述電流檢測(cè)信號(hào)CS為全波整流信號(hào)，能夠反映出所述交流輸入信號(hào)AC的幅度、相位和頻率。

繼續(xù)參見圖5和圖6，圖6用虛線示出了所述交流輸入信號(hào)AC，用實(shí)線示出了所述電流檢測(cè)信號(hào)CS。其中，隨著所述第一開關(guān)器件Q1和第二開關(guān)器件Q2的交替導(dǎo)通和關(guān)斷，所述電感電流上升或下降。當(dāng)所述電感電流流經(jīng)所述第一開關(guān)器件Q1時(shí)，所述電感電流上升，從所述第一開關(guān)器件Q1的漏極流向源極，所述第一整流單元中的第一二極管D1和第二二極管D2導(dǎo)通，第三二極管D3和第四二極管D4截止，在電流檢測(cè)信號(hào)CS中，則用信號(hào)Ids_Q1表示此過程；當(dāng)所述電感電流流經(jīng)所述第二開關(guān)器件Q2時(shí)，電感電流下降，從所述第二開關(guān)器件Q2的源極流向漏極，所述第二整流單元中的第九二極管D9和第十二極管D10導(dǎo)通，所述第七二極管D7和第八二極管D8截止，在電流檢測(cè)信號(hào)CS中，則用信號(hào)Isd_Q2表示此過程。

所述開關(guān)控制單元可以根據(jù)所述電流檢測(cè)信號(hào)CS的幅度生成用于控制所述第一開關(guān)器件Q1和第二開關(guān)器件Q2的開關(guān)控制信號(hào)，使得所述電感電流的相位與所述交流輸入信號(hào)AC同相，實(shí)現(xiàn)了功率因數(shù)校正。

繼續(xù)參照?qǐng)D4，在所述交流輸入信號(hào)AC的負(fù)半周，控制所述第四開關(guān)器件Q4關(guān)斷，所述第三開關(guān)器件Q3導(dǎo)通。所述開關(guān)控制單元配置為控制所述第五開關(guān)器件SW5和第八開關(guān)器件SW8導(dǎo)通，并控制所述第六開關(guān)器件SW6和第七開關(guān)器件SW7關(guān)斷。當(dāng)所述交流輸入信號(hào)AC處于負(fù)半周時(shí)，對(duì)應(yīng)的等效電路如圖7所示，與正半周類似，只是用于充電和放電的開關(guān)器件進(jìn)行了互換，而同步整流管由所述第四開關(guān)器件Q4換成了所述第三開關(guān)器件Q3，此外，所述第一整流單元和第二整流單元中導(dǎo)通和截止的二極管進(jìn)行互換。此處不再一一贅述。

第二實(shí)施例

參照?qǐng)D8，圖8示出了根據(jù)本實(shí)用新型第二實(shí)施例的圖騰柱式功率因數(shù)校正裝置200，其結(jié)構(gòu)與圖3所示的圖騰柱式功率因數(shù)校正裝置100基本相同，主要區(qū)別在于，所述電流檢測(cè)單元具有電流檢測(cè)端CS+和參考端，所述參考端耦接所述第一整流單元的第一輸出端，所述電流檢測(cè)端CS+耦接所述第二整流單元的第二輸出端。所述電流檢測(cè)單元包括第一負(fù)載R1、第二負(fù)載R2和電壓檢測(cè)部件(圖中未示出)。

進(jìn)一步而言，所述第一負(fù)載R1的第一端耦接所述電流檢測(cè)端CS+，所述第一負(fù)載R1的第二端耦接第三連接點(diǎn)C；所述第二負(fù)載R2的第一端耦接所述第三連接點(diǎn)C，所述第二負(fù)載R2的第二端耦接所述參考端，所述第三連接點(diǎn)C耦接所述第一整流單元的第二輸出端和所述第二整流單元的第一輸出端。所述電壓檢測(cè)部件配置為根據(jù)所述電流檢測(cè)端CS+和參考端之間的電壓產(chǎn)生所述檢測(cè)結(jié)果。

本實(shí)施例的更多信息請(qǐng)參照前文對(duì)所述圖騰柱式功率因數(shù)校正裝置100的相關(guān)描述，此處不再贅述。

第三實(shí)施例

參照?qǐng)D9，圖9示出了根據(jù)本實(shí)用新型第三實(shí)施例的圖騰柱式功率因數(shù)校正裝置300，其結(jié)構(gòu)與圖3所示的圖騰柱式功率因數(shù)校正裝置100基本相同，主要區(qū)別在于，所述第一電流互感器T1的二次繞組具有第一抽頭(圖中未標(biāo)示)；所述第一整流單元包括：第五二極管D5、第六二極管D6、第五開關(guān)器件SW5和第六開關(guān)器件SW6；所述第二電流互感器T2的二次繞組包括第二抽頭(圖中未標(biāo)示)；所述第二整流單元包括：第十一二極管D11、第十二二極管D12、第七開關(guān)器件SW7和第八開關(guān)器件SW8。

進(jìn)一步而言，所述第五二極管D5的正極耦接所述第一電流互感器T1的二次繞組的第一端，所述第五二極管D5的負(fù)極經(jīng)由第五開關(guān)器件SW5耦接所述第一整流單元的第二輸出端；所述第六二極管D6的正極耦接所述第一電流互感器T1的二次繞組的第二端，所述第六二極管D6的負(fù)極經(jīng)由第六開關(guān)器件SW6耦接所述第一整流單元的第二輸出端；其中，所述第一抽頭耦接所述第一整流單元的第一輸出端。所述第十一二極管D11的正極耦接所述第二電流互感器T2的二次繞組的第一端，所述第十一二極管D11的負(fù)極經(jīng)由第七開關(guān)器件SW7耦接所述第二整流單元的第二輸出端；所述第十二二極管D12的正極耦接所述第一電流互感器T1的二次繞組的第二端，所述第十二二極管D12的負(fù)極經(jīng)由第八開關(guān)器件SW8耦接所述第二整流單元的第二輸出端；其中，所述第二抽頭耦接所述第二整流單元的第一輸出端。

本實(shí)施例的更多信息請(qǐng)參照前文對(duì)所述圖騰柱式功率因數(shù)校正裝置100的相關(guān)描述，此處不再贅述。

第四實(shí)施例

參照?qǐng)D10，圖10示出了根據(jù)本實(shí)用新型第四實(shí)施例的圖騰柱式功率因數(shù)校正裝置400，其結(jié)構(gòu)與圖9所示的圖騰柱式功率因數(shù)校正裝置300基本相同，主要區(qū)別在于，所述電流檢測(cè)單元具有電流檢測(cè)端CS+和參考端，所述參考端耦接所述第一整流單元的第一輸出端，所述電流檢測(cè)端CS+耦接所述第二整流單元的第二輸出端，所述電流檢測(cè)單元包括：第一負(fù)載R1、第二負(fù)載R2和電壓檢測(cè)部件(圖中未示出)。進(jìn)一步而言，所述第一負(fù)載R1的第一端耦接所述電流檢測(cè)端CS+，所述第一負(fù)載R1的第二端耦接第三連接點(diǎn)C；所述第二負(fù)載R2的第一端耦接所述第三連接點(diǎn)C，所述第二負(fù)載R2的第二端耦接所述參考端，所述第三連接點(diǎn)C耦接所述第一整流單元的第二輸出端和所述第二整流單元的第一輸出端；電壓檢測(cè)部件配置為根據(jù)所述電流檢測(cè)端CS+和參考端之間的電壓產(chǎn)生所述檢測(cè)結(jié)果。

本實(shí)施例的更多信息請(qǐng)參照前文對(duì)所述圖騰柱式功率因數(shù)校正裝置300的相關(guān)描述，此處不再贅述。

第五實(shí)施例

參照?qǐng)D11，圖11示出了根據(jù)本實(shí)用新型第四實(shí)施例的圖騰柱式功率因數(shù)校正裝置500，其結(jié)構(gòu)與圖3所示的圖騰柱式功率因數(shù)校正裝置100基本相同，主要區(qū)別在于，所述第五開關(guān)器件SW5、第六開關(guān)器件SW6、第七開關(guān)器件SW7和第八開關(guān)器件SW8可以為MOS管。

需要說(shuō)明的是，所述第五至第八開關(guān)器件可以為MOS管或三極管等半導(dǎo)體開關(guān)器件，還可以是常規(guī)的開關(guān)元件、或封裝于芯片的集成開關(guān)，本實(shí)施例不進(jìn)行特殊限制。

所述第五實(shí)施例的方案同樣適用于本實(shí)用新型第一至第四實(shí)施例。

本實(shí)用新型實(shí)施例還公開了一種電子設(shè)備，所述電子設(shè)備可以包括上述圖騰柱式功率因數(shù)校正裝置100、200、300、400或500。

雖然本實(shí)用新型披露如上，但本實(shí)用新型并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動(dòng)與修改，因此本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。