功率因数校正电路及其输出电压控制方法技术

技术编号:3379744 阅读:111 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一种功率因数校正电路,包括:    增压电路,其具有一个与输入端子耦合的开关,并且根据该开关的操作向输出端子提供输出电压;以及    一个开关控制器,用于根据被提供给增压电路的输出端子的输出电压来产生参考电压,直到输入AC电压被施加到增压电路的输入端子之后的预定时间,并且根据所产生的参考电压和施加到增压电路的输入端子的输入AC电压来控制开关。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及功率控制技术,特别是。
技术介绍
相关申请的交叉引用本专利技术要求2004年9月21日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请10-2004-0075537的优先权和利益,其全部内容被并入在此以供参考。由于电流谐波规则,大多数的开关电源(SMPS)使用功率因数校正电路,例如EN61000-3-2。SMPS将输入电压转换为至少一个DC输出电压,并且通常被用在例如移动电话和膝上型计算机中。在SMPS中使用功率因数校正电路,通过控制输入电流跟随输入电压来校正功率系数。也就是说,功率因数校正电路控制输入电流跟随外部输入电压,并且同时把输入AC电压转换为恒定的DC电压。大多数的功率因数校正电路使用一个增压电路。通常,由于提供给家用设备的AC电压在110Vac和220Vac之间,所制造的功率因数校正电路覆盖了在85Vac和265Vac之间一个很宽的电压范围。用于功率因数校正电路的增压电路被设计为,其输出电压可以大于输入电压,因此增压电路的输出电压基本上接近400Vdc,从而当输入电压在从85Vac到265Vac的范围中时该增压电路可以工作。然而,当输出电压被设计为400V而输出电压较低时会产生不想要的开关损耗。当开关关闭时,在功率因数校正电路中该开关处的电压被定义为输出电压,当输出电压很高时(即400Vdc)会产生由于开关而引起的不想要的开关损耗,即便所给出的是一个较低的输入电压。为了解决这一问题,功率因数校正电路采取方法,根据输入电压来改变输出电压。美国专利5349284和6686725公开了用于根据输入电压改变输出电压的方法。美国专利5349284公开了一种方法,用于检测输入电压的峰值,与对应的输出电压相比较改变参考电压,并且因而根据输入电压改变输出电压。美国专利6686725公开了一种方法,用于根据输入电压的范围来使用两个输出电压。也就是说,当输入电压从85Vac到150Vac改变时,将输出电压设定为220Vdc,而当输入电压从150Vac到265Vac改变时将输出电压设定为400Vdc。图1是在美国专利6686725中公开的传统功率因数校正电路的原理图。在该电路中,当输入电压的范围在85Vac和150Vac之间时,齐纳二极管ZD不会超过击穿电压,因而关闭。晶体管Q1也关闭。从而,输入到比较器5A的反相端子(-)的电压是通过被电阻器6和7分压而产生的,并且输出电压被确定为220Vdc。然而,当输入电压在150Vac和265Vac之间的范围内时,齐纳二极管ZD超过击穿电压,因而打开,并且因此晶体管Q1也被打开。从而,输入到比较器5A的反相端子(-)的电压也通过由电阻器6和7以及电阻器R7分压Vout而被降低,并且输出电压被确定为400Vdc。然而,如图1所示,美国专利6686725的功率因数校正电路需要多个外部元件-例如,二极管D1、D3,电容器C1、C2、ZD、电阻器R6、R7,用于检测输入电压的开关,以使得输出电压可以随着输入电压改变。这些附加的元件增加了总成本。类似地,在美国专利5349284中公开的电路也需要许多的外部元件来检测输入电压,同样增加了总成本。
技术实现思路
根据本专利技术的一个实施例,一种通过检测输入电压来改变输出电压。该功率因数校正电路可以包含一个增压电路,增压电路具有一个与输入端子耦合的开关并且根据开关的操作提供输出电压到输出端子。功率因数校正电路还可以包含一个开关控制器,用于根据被提供到增压电路的输出端子的输出电压来产生一个参考电压,直到一个输入AC电压被施加到该增压电路的输入端子上之后的预定时间。该开关控制电路还根据所产生的参考电压以及被施加到增压电路的输入端子上的输入AC电压来控制开关。所述预定时间足以指示,当输入电压最初被施加到增压电路的输入端子上时在增压电路的输出端子上提供的输出电压对应于输入AC电压的预定范围。当被提供给增压电路的输出端子的输出电压落在第一电压范围内时,开关控制器产生第一参考电压。当被提供给增压电路的输出端子的输出电压落在一个大于第一电压范围的第二电压范围内时,开关控制器产生一个大于第一参考电压的第二参考电压。根据本专利技术的另一实施例,提供一种用于在功率因数校正电路中控制输出电压的方法。该功率因数校正电路可以包括一个与输出端子耦合的开关和一个用于控制开关的开关控制器。功率因数校正电路根据开关控制器将输出电压提供给输出端子。该方法包括检测增压电路的输出端子处的输出电压,直到输入AC电压被最初施加到输入端子之后的预定时间;产生与所检测的输出电压相对应的参考电压;以及对应于所产生的参考电压控制在输出端子处的输出电压。所述预定时间足以确定,当输入电压最初被施加到增压电路的输入端子上时被提供给增压电路的端子上的输出电压对应于输入AC电压的预定范围。此外,产生参考电压的步骤还包括当所检测的输出电压落在第一电压范围内时,产生第一参考电压;当所检测的输出电压落在一个大于第一电压范围的第二电压范围内时,开关控制器产生一个大于第一参考电压的第二参考电压。根据以下的附图、描述以及权利要求,本领域技术人员将很容易明白本专利技术的技术进步。附图说明为了更完整的理解本专利技术以及进一步的特征和优点,结合附图并参考以下的描述,其中图1是传统的功率因数校正电路的原理图;图2是根据本专利技术一个实施例的示例功率因数校正电路的原理图;图3是在该功率因数校正电路最初启动时输出电压的示例波动的图;图4是根据本专利技术一个实施例的示例功率因数校正电路的原理图。具体实施例方式通过参考附图2至4可以更好地理解本专利技术的实施例及其优点。在各个附图中相似的参考标记被用于表示相似的和对应的部分。附图2是根据本专利技术一个实施例的示例功率因数校正电路10的原理图。如所示的,功率因数校正电路10可以包括一个增压电路和一个开关控制器100,增压电路包括桥接二极管BD 12、电感器L1 14、开关Qsw 16、二极管D1 18、电容器C1 20。桥接二极管BD 12整流外部AC电压并且输出一个全波整流电压Vbd。开关控制器100接收所检测的整流输入电压Vbd’和一个所检测的输出电压Vsense,以产生一个控制信号来打开/关闭开关Qsw 16。开关Qsw 16被开关控制器100的控制信号打开/关闭以便向增压电路的电容器C1 20输出一个恒定的DC电压。在该例中,根据输入电压不同地确立由功率因数校正电路10的开关控制器100所产生的参考电压。因此产生不同的输出电压Vout,并且检测输入电压,不是使用附加电路,而是通过所检测的输出电压Vsense,以下将对之进行详细的描述。电压Vbd是对输入AC电压进行整流的桥接二极管BD 12的输出电压。功率因数校正电路10还可以包括电阻器R1 22和R2 24,用于检测整流后的输入电压Vbd;以及电阻器R3 26和R4 28,用于检测输出电压Vout。电阻器R1 22和R2 24被串联耦合在桥接二极管BD 12的输出端子和地之间。电阻器R1 22和R2 24对电压Vbd分压,产生一个分压电压Vbd’。分压电压Vbd’被输入到开关控制器100。电阻器R3 26和R4 28被串联耦合在输出电压Vout和地之间,产生检测的输出电压Vsense。所检测的输出电压Vsense被输入到开关控制器100。在本例本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:金正原金大中
申请(专利权)人:快捷韩国半导体有限公司
类型:发明
国别省市:

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