简化高效电荷泵式功率因数校正装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种简化高效电荷泵式功率因数校正装置，包括整流器、后续直流

【技术实现步骤摘要】
简化高效电荷泵式功率因数校正装置及方法


[0001]本专利技术涉及一种简化电荷泵式准有源功率因数校正电路，尤其是一种高功率因数低总谐波失真准有源功率因数校正电路及方法。

技术介绍

[0002]目前，更加节省能源的LED通用照明系统正在逐渐地替代白炽灯通用照明系统。
[0003]但是现在居民所使用的市电供电电源为交流电流，而LED需要通过直流电流驱动，所以如何将交流电流转换成直流电流供LED使用成为了LED普及过程中必须要解决的一个问题。在过去，要解决这个问题，往往是通过LED驱动电源将交流电流转换成对应的直流电流；而在使用LED驱动电源的时候，为了避免LED驱动电源对市电电网的干扰，所以就需要制定相应的标准来规范LED驱动电源，而要实现这种规范LED驱动电源使用的标准的时候，必须满足一定的指标，如：功率因数大于0.9，总谐波失真小于15％等。
[0004]现有的技术中，LED驱动电源有一级有源控制的升压式功率因数校正电路，其输出后接降压或隔离升降压直流
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直流功率变换器，输出对应的LED驱动电流。这种两级功率电流变换结构，能满足其对应的输入指标和输出指标，但其整体的成本高，效率不高。
[0005]所以，在LED普及化的过程中，如何简化以上所述的功率因数校正电路结构，以降低成本是亟需攻克的难题。中国专利CN105162315A(图2)，在已有的填谷基础(图1)上给出一简化的功率因数校正电路来代替有源控制的升压式功率因数校正电路。使用该技术的总谐波失真小于15％。
[0006]但在该专利电路还存在电路复杂以及功率回路额外增加一个快恢复二极管D2而增加导通损耗。随着输出功率增加，这额外增加一个快恢复二极管D2的导通损耗更为突出。

技术实现思路

[0007]本专利技术要解决的技术问题是提供一种简化高效电荷泵原理的无源的功率因数校正方案，能使得无源的功率因数校正方案的输入电流的总谐波失真小于15％。本专利技术能降低能耗、提高效率。
[0008]为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种简化高效电荷泵式功率因数校正装置，包括整流器、后续直流
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直流变换器，还包括EMI滤波器和压控电荷泵电路；
[0009]所述压控电荷泵电路包括输入电流校正支路、电荷泵电路和谐振电容Cr；输入电流校正支路包含所述整流器；
[0010]输入瞬时电压VAC与EMI滤波器的EMI输入端口相级联，EMI滤波器的EMI输出端口与输入电流校正支路、电荷泵电路、谐振电容Cr、后续直流
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直流变换器依次级联。
[0011]即，所述电荷泵电路的输出与谐振电容Cr以及后续直流
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直流变换器的输入端相并联；所述输入电流校正支路和电荷泵电路相级联；谐振电容Cr的作用是完成压控电荷泵电路的控制。
[0012]作为本专利技术的简化高效电荷泵式功率因数校正装置的改进：
[0013]所述输入电流校正支路包括电感L1、二极管DK1、二极管DK2、二极管DK3和整流器；
[0014]电感L1与EMI输出端口的一端相连作为交流输入端AC+，电容Cf的EMI输出端口另一端为交流输入端AC
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；
[0015]电感L1的输出端与整流器的交流输入端一相连，二极管DK2阳极并联在电感L1的输出端，二极管DK1的阳极同时与如下2者相并联：交流输入端AC
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、整流器的交流输入端二；
[0016]二极管DK1的阴极和DK2的阴极并联后与DK3的阳极相联；二极管DK3的阴极与整流器的输出端口的正端相连；整流器的输出端口的负端为公共地端；
[0017]所述电荷泵电路包括电荷泵电容Cc、耦合电感L2及填谷电路；所述耦合电感L2设有2个绕组：
[0018]耦合电感L2的原边绕组同名端与填谷电路的正端相串联；填谷电路负端与整流器的输出端口的负端相联，耦合电感L2的原边绕组非同名端与整流器的输出端口的正端相连；
[0019]耦合电感L2的付边绕组的同名端与二极管DK1的阴极以及二极管DK2的阴极相连；耦合电感L2的付边绕组的非同名端与电荷泵电容Cc一端相连，电荷泵电容Cc的另一端与整流器的输出端口的负端相连；
[0020]谐振电容Cr的一端与整流器的输出端口的正端相连，谐振电容Cr的另一端与整流器的输出端口的负端并联；
[0021]输入电流校正支路中的二极管DK1和二极管DK2的阴极与电荷泵电路中的耦合电感L2的付边绕组的同名端相联。
[0022]作为本专利技术的简化高效电荷泵式功率因数校正装置的进一步改进：
[0023]后续直流
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直流变换器的正端与整流器的输出端口的正端相连，后续直流
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直流变换器的负端与整流器的输出端口的负端并联。
[0024]即，后续直流
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直流变换器可以以脉冲电流源等效形式与整流器的输出端口并联来等效。
[0025]作为本专利技术的简化高效电荷泵式功率因数校正装置的进一步改进：
[0026]EMI滤波器包括电感Lf和电容Cf，电感Lf与电容Cf串联支路形成EMI输入端口，电容Cf的两端为EMI输出端口。
[0027]即，输入瞬时电压VAC经EMI滤波器中的电容Cf的两端输出。
[0028]作为本专利技术的简化高效电荷泵式功率因数校正装置的进一步改进：
[0029]二极管DK1、二极管DK2、二极管DK3均为快恢复二极管。
[0030]本专利技术还同时提供了利用上述简化高效电荷泵式功率因数校正装置进行的电荷泵式功率因数校正方法，包括如下5个工作状态：(以输入交流正半周进行描述，负半周的描述相似)
[0031]1)、VAC的瞬时值接近VAC峰值(即，约为峰值的大于90％～100％)；
[0032]2)、VAC的瞬时输入电压远大于电荷泵电路的填谷电路的储能电容(电容Cd1和Cd2)上的电压(即，约为峰值的70％～90％)；
[0033]3)、VAC的瞬时输入电压接近但大于电荷泵电路的填谷储能电容(电容Cd1和Cd2)上的电压(即，约为峰值的50％～小于70％)；
[0034]4)、VAC的瞬时输入电压接近但小于电荷泵电路的填谷储能电容(电容Cd1和Cd2)
上的电压(即，约为峰值的30％～小于50％)；
[0035]5)、VAC的瞬时输入电压远小于电荷泵电路的填谷储能电容(电容C1和C2)上的电压(即，为峰值的0％～小于30％)。
[0036]在中国专利CN105162315A(图2)中，整个电荷泵式低总谐波失真高功率因数校正装置(校正电路)是在整流桥之后形成的。正是因为整个电荷泵式低总谐波失真高功率因数校正装置(校正电路)是在整流桥之后形成，这其中所需的高频单向导通功能就不能利用整流桥来完成，而必须增加一个快恢复二极管D2(图2所示)。
[0037]因此，为了解决上述问题，本专利技术提供一种简化高效电荷泵式高功率因本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.简化高效电荷泵式功率因数校正装置，包括整流器(21)、后续直流
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直流变换器(4)，其特征在于：还包括EMI滤波器(1)和压控电荷泵电路；所述压控电荷泵电路包括输入电流校正支路(2)、电荷泵电路(3)和谐振电容Cr；输入电流校正支路(2)包含所述整流器(21)；输入瞬时电压VAC与EMI滤波器(1)的EMI输入端口相级联，EMI滤波器(1)的EMI输出端口与输入电流校正支路(2)、电荷泵电路(3)、谐振电容Cr、后续直流
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直流变换器(4)级联。2.根据权利要求1所述的简化高效电荷泵式功率因数校正装置，其特征在于：所述输入电流校正支路(2)包括电感L1、二极管DK1、二极管DK2、二极管DK3和整流器(21)；电感L1与EMI输出端口的一端相连作为交流输入端AC+，电容Cf的EMI输出端口另一端为交流输入端AC
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；电感L1的输出端与整流器(21)的交流输入端一相连，二极管DK2阳极并联在电感L1的输出端，二极管DK1的阳极同时与如下2者相并列：交流输入端AC
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、整流器(21)的交流输入端二；二极管DK1的阴极和DK2的阴极并联后与DK3的阳极相联；二极管DK3的阴极与整流器(21)的输出端口的正端相连；整流器(21)的输出端口的负端为公共地端；所述电荷泵电路(3)包括电荷泵电容Cc、耦合电感L2及填谷电路；所述耦合电感L2设有2个绕组：耦合电感L2的原边绕组同名端与填谷电路的正端相串联；填谷电路负端与整流器(21)的输出端口的负端相联，耦合电感L2的原边绕组非同名端与整流器(21)的输出端口的正端相连；耦合电感L2的付边绕组的同...

【专利技术属性】
技术研发人员：翁大丰，孙建中，
申请(专利权)人：杭州欧佩捷科技有限公司，
类型：发明
国别省市：