一种功率因数补偿系统及电源技术方案

本发明专利技术公开了一种功率因数补偿系统及电源，该系统包括原边与BUCK电路中的稳压滤波电容的正端连接的变压器，用于采集稳压滤波电容两端的偏移电压，并将偏移电压变压至相位偏移电路的输入范围内；输入端与变压器的副边连接、输出端与电源管理芯片的PWM信号的占空比控制端连接的相位偏移电路，用于依据用户指令对变压后的偏移电压进行相位补偿，并将相位补偿后的电压调整至占空比控制端的输入范围内并输出叠加至占空比控制端，其中，补偿相位等于偏移电压与BUCK电路的输入电压之间的偏移相位。本发明专利技术实现了最终的输出电压与BUCK电路的输入电压之间没有相位差，提高了功率因数及电源的效率。

A power factor compensation system and power supply

The invention discloses a power factor compensation system and power supply. The system includes the original side and the positive end of the voltage stabilized filter capacitor in the BUCK circuit, which is used to collect the offset voltage at both ends of the voltage stabilized filter capacitor, and pressure the offset voltage to the input range of the phase offset circuit; the input side and the side side of the transformer. The phase offset circuit connected to the duty ratio control end of the PWM signal of the connection and output terminal and the power management chip is used to compensate the offset voltage after the variable voltage according to the user instruction, and adjust the voltage after the phase compensation to the input range of the duty ratio control end and overlay the superposition to the duty ratio control terminal. The compensation phase is equal to the offset phase between the offset voltage and the input voltage of the BUCK circuit. The invention realizes no phase difference between the final output voltage and the input voltage of the BUCK circuit, and improves the power factor and the efficiency of the power supply.

【技术实现步骤摘要】
一种功率因数补偿系统及电源
本专利技术涉及功率因数补偿
，特别是涉及一种功率因数补偿系统及电源。
技术介绍
传统电源(例如无线供电系统的发射端)的DCDC部分包括主电路和控制电路，其中，主电路基本上是由BUCK电路组成，BUCK电路中必然包含稳压滤波电容C1、降压储能电感L1及开关管，控制电路包括电源管理芯片，电源管理芯片的用于输出PWM信号的占空比控制端与开关管的控制端连接，通过调节PWM信号的占空比来控制开关管的导通时间进而控制电源的输出电压。请参照图1，图1为现有技术中的一种电源的结构示意图。由于BUCK电路中稳压滤波电容C1和降压储能电感L1的存在，整体电路会呈现容性或者感性，输入电压(输入电流)与输出电压(输出电流)由于电路非纯阻性的原因会产生一定的相位差，降低了电源的功率因数，影响了整体的效率。因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域技术人员目前需要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种功率因数补偿系统，提高了功率因数及电源的效率；本专利技术的另一目的是提供一种包括上述功率因数补偿系统的电源。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种功率因数补偿系统，用于电源的BUCK电路中，该系统包括：原边与所述BUCK电路中的稳压滤波电容的正端连接的变压器，用于采集所述稳压滤波电容两端的偏移电压，并将所述偏移电压变压至相位偏移电路的输入范围内；输入端与所述变压器的副边连接、输出端与电源管理芯片的PWM信号的占空比控制端连接的所述相位偏移电路，用于依据用户指令对变压后的所述偏移电压进行相位补偿，并将相位补偿后的电压调整至所述占空比控制端的输入范围内并输出叠加至所述占空比控制端，其中，补偿相位等于所述偏移电压与所述BUCK电路的输入电压之间的偏移相位。优选地，所述相位偏移电路包括第一运算放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、电位器及第一电容，其中：所述第一电阻的第一端与所述第二电阻的第一端连接，其公共端作为所述相位偏移电路的输入端，所述第一电阻的第二端与所述电位器的第一端连接，所述电位器的第二端分别与所述第一电容的第一端及所述第一运算放大器的反相输入端连接，所述第一电容的第二端接地，所述第二电阻的第二端分别与所述第一运算放大器的正相输入端及所述第三电阻的第一端连接，所述第三电阻的第二端与所述第一运算放大器的输出端连接，其公共端作为所述相位偏移电路的输出端。优选地，该系统还包括：输入端与所述相位偏移电路的输出端连接、输出端与所述占空比控制端连接的整流桥，用于对所述相位偏移电路输出的电压进行整流，以得到没有过零点的电压。优选地，该系统还包括：输入端与所述整流桥的输出端连接、输出端与所述占空比控制端连接的电压跟随电路，所述电压跟随电路包括第四电阻、第五电阻及第二运算放大器，其中：所述第四电阻的第一端作为所述电压跟随电路的输入端，所述第四电阻的第二端与所述第二运算放大器的正相输入端连接，所述第五电阻的第一端与所述第二运算放大器的反相输入端连接，所述第五电阻的第二端接地，所述第二运算放大器的输出端作为所述电压跟随电路的输出端。优选地，该系统还包括第一端分别与所述整流桥的输出端及所述占空比控制端连接、第二端接地的第二电容，用于消除所述整流桥输出的电压中过零点的电压，其中，所述第二电容的容值远小于所述稳压滤波电容的容值。优选地，所述电容的容值不大于500pF。为解决上述技术问题，本专利技术还提供了一种电源，包括如上述所述的功率因数补偿系统。本专利技术提供了一种功率因数补偿系统及电源，该系统包括原边与BUCK电路中的稳压滤波电容的正端连接的变压器，用于采集稳压滤波电容两端的偏移电压，并将偏移电压变压至相位偏移电路的输入范围内；输入端与变压器的副边连接、输出端与电源管理芯片的PWM信号的占空比控制端连接的相位偏移电路，用于依据用户指令对变压后的偏移电压进行相位补偿，并将相位补偿后的电压调整至占空比控制端的输入范围内并输出叠加至占空比控制端，其中，补偿相位等于偏移电压与BUCK电路的输入电压之间的偏移相位。可见，本专利技术将BUCK电路中稳压滤波电容两端的偏移电压作为反馈信号，通过对偏移电压进行相位补偿，且补偿相位等于偏移电压与BUCK电路的输入电压之间的偏移相位，然后再将补偿后的电压输出叠加至电源管理芯片的PWM信号的占空比控制端，和PWM信号的原有控制信号共同控制电源的输出电压，从而实现最终的输出电压与BUCK电路的输入电压之间没有相位差，提高了功率因数及电源的效率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为现有技术中的一种电源的结构示意图；图2为本专利技术提供的一种功率因数补偿系统的结构示意图；图3为本专利技术提供的一种功率因数补偿系统工作过程中的波形图。具体实施方式本专利技术的核心是提供一种功率因数补偿系统，提高了功率因数及电源的效率；本专利技术的另一核心是提供一种包括上述功率因数补偿系统的电源。为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参照图2和图3，其中，图2为本专利技术提供的一种功率因数补偿系统的结构示意图，图3为本专利技术提供的一种功率因数补偿系统工作过程中的波形图。该系统用于电源的BUCK电路中，该系统包括：原边与BUCK电路中的稳压滤波电容的正端连接的变压器1，用于采集稳压滤波电容两端的偏移电压，并将偏移电压变压至相位偏移电路1的输入范围内；具体地，220V交流电经过整流桥整流后得到馒头波，波形如图3中的11，该馒头波作为BUCK电路的输入电压，输入电压经过BUCK电路中的稳压滤波电容后会产生相位偏移，也即偏移电压，波形如图3中的12。因为馒头波的幅值为220V，偏移后得到的偏移电压经过处理后需要叠加在电源管理芯片的引脚上，因此，需要对偏移电压首先进行降压处理，将其降至相位偏移电路1的信号幅值处理范围内。输入端与变压器1的副边连接、输出端与电源管理芯片的PWM信号的占空比控制端连接的相位偏移电路1，用于依据用户指令对变压后的偏移电压进行相位补偿，并将相位补偿后的电压调整至占空比控制端的输入范围内并输出叠加至占空比控制端，其中，补偿相位等于偏移电压与BUCK电路的输入电压之间的偏移相位。具体地，输入电压在BUCK电路中的偏移相位是可以预先通过示波器获取到的，因此，对偏移电压补偿多少相位也就知道了。具体地，相位偏移电路1在接收到降压后的偏移电压后，对偏移电压进行相位补偿，例如，如果偏移电压滞后输入电压θ角，则相位偏移电路1对其进行相位补偿，使其提前θ角，最后将相位补偿后的电压(波形如图3中13)叠加在占空比控制端，与占空比控制端的原有控制信号共同实现对PWM信号的占空比的调制。另外，需要说明的是，PWM信号的占空比与占空比控制端的电压相关，占空比控制端的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种功率因数补偿系统，用于电源的BUCK电路中，其特征在于，该系统包括：原边与所述BUCK电路中的稳压滤波电容的正端连接的变压器，用于采集所述稳压滤波电容两端的偏移电压，并将所述偏移电压变压至相位偏移电路的输入范围内；输入端与所述变压器的副边连接、输出端与电源管理芯片的PWM信号的占空比控制端连接的所述相位偏移电路，用于依据用户指令对变压后的所述偏移电压进行相位补偿，并将相位补偿后的电压调整至所述占空比控制端的输入范围内并输出叠加至所述占空比控制端，其中，补偿相位等于所述偏移电压与所述BUCK电路的输入电压之间的偏移相位。

【技术特征摘要】
1.一种功率因数补偿系统，用于电源的BUCK电路中，其特征在于，该系统包括：原边与所述BUCK电路中的稳压滤波电容的正端连接的变压器，用于采集所述稳压滤波电容两端的偏移电压，并将所述偏移电压变压至相位偏移电路的输入范围内；输入端与所述变压器的副边连接、输出端与电源管理芯片的PWM信号的占空比控制端连接的所述相位偏移电路，用于依据用户指令对变压后的所述偏移电压进行相位补偿，并将相位补偿后的电压调整至所述占空比控制端的输入范围内并输出叠加至所述占空比控制端，其中，补偿相位等于所述偏移电压与所述BUCK电路的输入电压之间的偏移相位。2.如权利要求1所述的功率因数补偿系统，其特征在于，所述相位偏移电路包括第一运算放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、电位器及第一电容，其中：所述第一电阻的第一端与所述第二电阻的第一端连接，其公共端作为所述相位偏移电路的输入端，所述第一电阻的第二端与所述电位器的第一端连接，所述电位器的第二端分别与所述第一电容的第一端及所述第一运算放大器的反相输入端连接，所述第一电容的第二端接地，所述第二电阻的第二端分别与所述第一运算放大器的正相输入端及所述第三电阻的第一端连接，所述第三电阻的第二端与所述第一运算放大器的输出端连接，其公共端作为所述相位偏...

【专利技术属性】
技术研发人员：战张磊，马邦华，蒋晓慧，焦来磊，
申请(专利权)人：中惠创智无线供电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37