改良的被动式功率因数校正电路制造技术

一种被动式功率因数校正电路，包括一个桥式整流器，两个滤波电容及一个校正单元，滤波电容设在桥式整流器的输出端，校正单元设在桥式整流器的输入端或输出端，校正单元利用一低频电感拉长电流导通时间，又利用一电容提前电流导通时间；其特征在于：该电容由交流电源输入端进行充电，又利用电阻调整其充电电压或限制放电电压，令电流回路以较准确的时间提前导通。（*该技术在2011年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种被动式功率因数校正电路，特别是一种改善电流谐波效果的被动式功率因子校正电路。近年来，人们逐渐意识到资源有效利用的重要性，开始重视电气产品的用电效率。对于特定的电气产品，其用电效率也必须符合功率因数的要求，该功率因数是以电流谐波(Current Harmonic)为测试重点，因此功率因数校正(PFC，Power Factor Correction)技术随之得到发展。举例来说，现在所有的马达控制电路都采用了PFC技术。目前电气产品常用的PFC技术大致包括以下两种一.主动式功率因数校正(Active PFC)。二.被动式功率因数校正(Passive PFC)。前者是采用一组电子电路来完成校正功率因数的目的，其优点在于PFC效果非常理想，缺点是成本高、线路复杂、不易设计，并伴有干扰问题。对于后者，则是在电气产品的电源输入端设一低频电感L(如图8所示)，利用该电感L延长电流导通时间，以改善功率因数。被动式功率因数校正的效果不如主动式，但其不需要复杂的电路设计，成本低且无干扰问题，因而仍被广泛使用。现将目前的被动式功率因数校正技术作进一步的详细说明。图8、图9、图10表示了几种不同形式的被动式功率因数校正电路，其分别具有一桥式整流器70、滤波电容71、72等，并分别在桥式整流器70的输入端或输出端上加装一电感L。在图8中，电感L安装于桥式整流器70输出端与滤波电容71、72之间；图9中的电感L设在电源输入端AC IN与桥式整流器70之间；图10中的电感L则跨接于桥式整流器70的输入端与输出端之间。上述几种形式中，电感L与桥式整流器70为串联方式，因此具有相同的效果。图11所示波形图中，第一组波形为未采取PFC措施的电源电路输入信号。其中，弦波部分为输入电压波形，其输入电流波形(斜线区)振幅大，且导通时间短。图11中第二组波形为采用前述的被动式功率因数校正电路的电源电路输入信号，其输入电流波形(斜线区)显示电流导通时间拉长了，而其振幅也随之下降。相较于未采用PFC技术以前，电流谐波已有显著的改善。如前面所述，被动式PFC的效果不如主动式PFC。图11中第三组波形表示采用了主动式PFC的电气产品的输入电源信号波形，其输入电流可随输入电压大小而同向改变，相较于采用被动式PFC的第二组波形，其电流谐波显然较佳。这主要是因为被动式PFC中的电感L限于其本身的物理特性，无法使电流的导通时间提前所致。除前面所述的特性差异外，采用被动式PFC的电源电路，在负载越大时，为了仍能符合电流谐波的要求，就必须使电感L感抗变大。由于绕组加大，自然也增加了成本，同时相对提高了工作温度。针对被动式PFC存在的上述问题，在该领域又出现了一种解决方案。如图12所示，在桥式整流器70的输出端分设一电容C1及两二极管D1、D2，其中电容C1通过二极管D1，由电源供应器内部的VCC电源进行充电。利用该电容C1使电流导通时间提前，从而解决了普通被动式PFC无法使电流导通时间提前的问题。该措施还存在如下缺点1.用以提前电流导通时间的电容，是利用电源供应器内部经过整流滤波处理的VCC电源进行充电，故使用上仍依赖电源供应器内部的电源供应，其使用受到限制。2.无法调整电流导通时间。前述电容仅由VCC电源进行充电，其充电放电时间均是固定的，不能根据实际需要，设定或调整充电电压或放电的时间。为实现该目的，本技术所述被动式功率因子校正电路包括一个桥式整流器，两个滤波电容及一个校正单元。滤波电容设在桥式整流器的输出端，校正单元设在桥式整流器的输入端、输出端或输入端与输出端之间。校正单元利用一低频电感拉长电流导通时间，又利用一电容提前电流导通时间。该电容由交流电源输入端进行充电，又利用电阻调整其充电电压或限制放电电压，令电流回路以较准确的时间提前导通。由于本技术是利用交流电源端对电容进行充电，与电源供应器内部的电源无关，所以不受电源供应器内部电源的限制。本技术利用一电阻对校正单元中电容的充、放电电压进行限制，使得电流能以较准确的时间导通，从而能有效改善电气产品的功率因数。在负载较大时，本技术利用电容、电阻等组件对电感进行修正，使电感可利用既有的构造适用于较大功率的电气产品，不仅降低了成本，也解决了因电感线圈增加产生的发热的问题。同样道理，通过对电感的修正，也可缩小校正电路中电感之体积、尺寸、重量，从而有助于产品的小型化。附图说明图1为本技术第一较佳实施例的电路图。图2为本技术的工作波形图。图3为本技术第二较佳实施例的电路图。图4为本技术第三较佳实施例的电路图。图5为本技术第四较佳实施例的电路图。图6为本技术第五较佳实施例的电路图。图7为本技术第六较佳实施例的电路图。图8为现有技术中的一种被动式PFC的电路图。图9为现有技术中的另一种被动式PFC的电路图。图10为现有技术中的又一种被动式PFC的电路图。图11为未采用PFC、采用被动式PFC(Passive PFC)及采用主动式PFC(Active PFC)的电源电路输入信号工作波形对比图。图12为现有技术中的另一种被动式PFC的电路图。图1为本技术第一较佳实施例的电路图，揭示了一般电气产品常用的交流/直流转换电路，其由一桥式整流器10及设于其输出端的滤波电容C3、C4组成。本技术在此基础上增设一校正单元20，该校正单元20以两电感绕组L1、L2分设在桥式整流器10与滤波电容C3、C4间的两端电源上，其电源一端以两支路方式通过电容C1、C2、电阻R1、R2、二极管D5、D6分别与位于电源两端上的电感绕组连接。具体的连接方式是，其中一支路通过电容C1、顺向二极管D5连接电感绕组L1流入电流的一端，电感绕组L1另一端与电容C1间串有一电阻R1，以限制电容C1充电电压；另一支路是通过电容C2、电阻R2连接另一电感绕组L2流入电流的一端，电感绕组L2另一端与电容C2间连接一顺向二极管D6。利用该电路，可分别在电源的正、负半周产生三个先后导通的电流回路，其中两个电流回路的导通时间由电阻R1、R2所决定，其具体工作特性分析如下当电源为正半周时(即AC IN的L端为高电压、N端为低电压)，此时L端到N端的电流路径有三种1.第一电流回路是由L端经D1、L1、C3、C4、L2、D4到N端。其导通时间为图2中所示的t3。2.第二电流回路是由L端经C2、R2、L2、D4到N端。其导通时间为图2中所示的t1。3.第三电流回路是由L端经C1、D5、L1、C3、C4、L2、D4到N端。其导通时间为图2所示的t2。前述第二电流回路具有两个特性1.导通时间t1比第一电流回路t2早。2.电流值因R2被限制，故C2充电电压限制在一特定值。又第三电流回路产生时，回路中的C1在前一负半周时已被充电，故其导通时间t2早于第一电流回路t3，但晚于第二电流回路t1。当电源为负半周时(即AC IN的L端为低电压、N端为高电压)，此时N端到L端的电流路径也有三种1.第一电流回路是由N端经D3、L1、C3、C4、L2、D2到L端。其导通时间为图2所示的t6。2.第二电流回路是由N端经D3、L1、R1、C1到L端。其导通时间为图2所示的t4。3.第三电流回路是由N端经D3、L1、C3、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种被动式功率因数校正电路，包括一个桥式整流器，两个滤波电容及一个校正单元，滤波电容设在桥式整流器的输出端，校正单元设在桥式整流器的输入端或输出端，校正单元利用一低频电感拉长电流导通时间，又利用一电容提前电流导通时间；其特征在于该电容由交流电源输入端进行充电，又利用电阻调整其充电电压或限制放电电压，令电流回路以较准确的时间提前导通。2.根据权利要求1所述的被动式功率因数校正电路，其特征在于校正单元是以两电感绕组L1、L2分设在桥式整流器与滤波电容间的电源两端上，且电源一端以两支路方式通过一电容C1、C2、一电阻R1、R2分别与位于电源两端上的电感绕组L1、L2连接。3.根据权利要求2所述的被动式功率因数校正电路，其特征在于校正单元的一支路是通过电容C1、一顺向二极管D5连接电感绕组L1流入电流的一端，且电感绕组L1的另一端与电容C1间串接有一电阻R1；另一支路是通过电容C2、电阻R2连接另一电感绕组L2流入电流的一端；且电感绕组L2另一端与电容C2间连接一顺向二极管D6。4.根据权利要求2所述的被动...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚光霁，
申请(专利权)人：龚光霁，
类型：实用新型
国别省市：