有源功率因数校正器电路制造技术

一种电子设备，包括：控制器，被配置成耦合到功率因数校正器的第一开关，所述控制器被配置成产生可变开关频率，所述控制器被配置成产生针对第一负载电流或第一负载电压的第一开关频率以及针对第二负载电流或第二负载电压的第二开关频率。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及有源功率因数校正器电路。根据实施例，一种电子设备包括被配置成耦合到功率因数校正器的第一开关的控制器。所述控制器被配置成依赖于负载电流产生可变开关频率。对于第一负载电流，所述控制器被配置成产生第一开关频率，并且对于第二负载电流，所述控制器被配置成产生第二开关频率。【专利说明】有源功率因数校正器电路专利
本专利技术涉及电路领域，特别涉及有源功率因数校正器电路。
技术介绍
在电子设备中，功率因数校正器(PFC)电路越来越多地被用于提高AC电力系统的功率因数(PF)。在电力系统中，对于所传输的相同数量的有用功率，与有高功率因数的负载相比，有低功率因数的负载汲取更多的电流。当功率因数低时，在分布系统中，高电流使能量被损耗，从而与有较高功率因数的系统相比需要能够处理更高电流的更大的线和其他装置。由于较大装置和浪费能量的成本，与具有较高功率因数的客户相比，电气设施会对具有低功率因数的工业或商业客户收取更高的费用。功率因数调节也变得越来越普遍。功率因数校正尤其可以与高功率应用相关。在高功率处，功率因数中的细小差别能够导致显著的成本节省。高功率电力系统在AC电力系统中变得越来越重要。功率因数校正器可以使用开关式电源来实现。功率因数校正器电路通常被优化以具有用于特定开关频率和负载的高功率因数。然而，应用通常涉及变化的负载电流。相应地，存在对能够在负载电流的范围内维持高功率因数的有源PFC电路的需要。
技术实现思路
根据实施例，一种电子设备包括被配置成耦合到功率因数校正器的第一开关的控制器。所述控制器被配置成依赖于负载电流而产生可变开关频率。对于第一负载电流，所述控制器被配置成产生第一开关频率，并且对于第二负载电流，所述控制器被配置成产生第二开关频率。在附图和下述描述中阐明本专利技术的一个或多个实施例的细节。本专利技术的其他特征、目的和优势将从该描述和附图以及从权利要求中显而易见。【专利附图】【附图说明】为了更完整地理解本专利技术及其优势，现在参考结合附图进行的下述描述，在附图中: 图la-b图示有源PFC的实施例； 图2a_d图示有源PFC电路的实施例的开关电流和输入电流的波形图； 图3图示针对电池的充电的电压相对于电流的曲线图； 图4图示有源PFC电路的实施例控制器； 图5a-b图示根据另一实施例的有源PFC ； 图6a-f图示有源PFC电路的实施例的仿真结果；以及 图7图示用于输出DC电压的实施例方法的流程图。不同附图中的对应数字和符号通常指代对应的部分，除非另有所指。附图被绘制以清晰地图示优选实施例的有关方面并且不必按比例绘制。为了更清晰地图示某些实施例，指示相同结构、材料或过程步骤的变形的字母可以跟在图号之后。【具体实施方式】当前优选的实施例的制作和使用在下文中详细讨论。然而，应该意识到的是，本专利技术提供了能够在多种多样特定上下文中体现的许多适用的专利技术构思。所讨论的特定实施例仅仅说明了制作和使用本专利技术的特定方式，并不限制本专利技术的范围。本专利技术将参考特定上下文(即有源PFC电路)中的优选实施例来描述。然而，本专利技术也可以适用于其他类型的电路、系统、和方法。功率因数(在零和一之间的无量纲数)被定义为流动到负载的实际功率与电路中的视在功率之比。实际功率是电路在特定时间执行工作的能力，而视在功率是电路的电流和电压的乘积。由于在负载中存储且被返回到源的能量以及由于使从源汲取的电流的波形失真的非线性负载，视在功率趋向于大于实际功率。功率因数校正(PFC)电路可以是有源或无源的。无源PFC电路包括电感器和/或电容器。另一方面，有源PFC电路是改变由负载汲取的电流的波形以改进功率因数的电力电子系统。在功率因数校正电路中，电压和电流更多地同相，并且无功功率的量被减少。有源PFC电路可以使用升压转换器、降压转换器、降压-升压转换器或其他拓扑来实现。有源PFC电路能够操作于各种模式，包括连续导电模式(CCM)、非连续导电模式(DCM)、临界导电模式(CRM)以及其他操作模式。有源PFC电路的一个应用是对电池(特别是电动车电池)的充电。过度充电可能损坏电池。对电池进行充电开始于电流控制模式并且通过功率控制模式进展到电压控制模式。在该进展期间，电路上的负载以及电流可能变化。图1a和Ib图示有源功率因数校正器(PFC)电路100的实施例，其中，有源PFC的开关频率根据输出负载电流而变化。有源PFC 100可以是包括具有适合于对电池进行充电的输出特性的仅一个转换级(converter stage)的单级PFC。在实施例中，有源PFC电路100操作于连续导电模式(CCM);然而，有源PFC电路100可以操作于其他导电模式。图1a图示有源PFC电路的高级别视图。有源PFC电路100包括AC输入112、118和120、滤波块130、整流阶段140、涌入(in-rush)电流限制阶段150、功率因数校正器阶段160、和DC输出阶段190。DC输出阶段190可以耦合到电池以对该电池进行充电(电池未示出)。AC输入包括耦合到EMC滤波器132的输入端子112、中性相位输入118和接地120。在滤波块130中，EMC滤波器132输出信号144和信号146以减少来自输入电流的开关噪声分量。整流阶段140中的整流器142对输出信号144和EMC输出146进行整流以产生整流后的信号148。整流后的电流是有两倍于电网电压频率的频率的整流后的正弦信号。在可替代实施例中，代替示出的单相AC输入，可以使用两相AC输入或三相AC输入。AC输入相位110可以从正弦电力网获得。涌入电流限制阶段150可以包括电阻器152、154、156和开关158。在启动期间，涌入控制167使开关158打开，从而使电流流经电阻器152，以便避免大电流瞬变。在系统稳定之后，涌入控制167使开关158闭合并且设旁路绕过电阻器152。在正常操作期间，开关158可以保持闭合。电阻器154和电阻器156形成分压器并给控制器170提供与整流后的信号148成比例的信号。涌入电流可以使用本领域中已知的其他方法加以限制。功率因数校正器阶段160被配置成依赖于输入电流来生成输出电压和输出电流，以使得在输入电压和输入电流之间存在诸如零之类的预定义相位差。然而，也存在可能的操作场景，其中，期望除零之外的相位差。控制器170基于电压输出感测166、电压输入感测162和开关电流信号164来提供涌入控制信号167和开关控制信号168。电阻器178和180形成分压器以使得输出感测电压166可以被测量。开关控制168接通和关断开关174。开关174可以使用MOSFET、IGBT或其他开关设备来实现。当开关174被接通时，电流流经电感器172并且能量被存储在电感器172中。当开关174被关断时，存储在电感器172中的能量流过二极管176、电容器192并且通过负载(未示出)流过DC电压194。负载可以是可再充电电池，诸如锂离子电池。电压194表示电池的充电电压。二极管176防止负载电容通过开关174放电。当开关174关断时，能量从电感器172流动到电容器192。通过控制开关174，可以控制诸如输出电压、输出电流和输入电流之类的各种系统参数。图1b图示控制器170的实施例。图1b中的控制器170可以被用作本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电子设备，包括：控制器，被配置成耦合到功率因数校正器的第一开关，所述控制器被配置成产生可变开关频率，所述控制器被配置成产生针对第一负载电流或第一负载电压的第一开关频率以及针对第二负载电流或第二负载电压的第二开关频率。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：A卡尔莱蒂，A皮杜蒂，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：