功率因数校正电路及方法、电子设备技术

本申请公开了一种功率因数校正电路及方法、电子设备，涉及电子电路技术领域，功率因数校正电路包括功率变换支路、补偿支路与储能支路。功率变换支路将输入电压转换为稳定的直流电压，功率变换支路包括初级绕组。补偿支路包括第一补偿绕组与第二补偿绕组，第一补偿绕组、第二补偿绕组均与储能支路连接，第一补偿绕组、第二补偿绕组及初级绕组通过磁芯耦合。在功率变换支路的输入功率大于负载所需功率时，通过第二补偿绕组向储能支路放电，以减少磁芯中的磁通量。在功率变换支路的输入功率小于负载所需功率时，由储能支路通过第一补偿绕组放电，以增大磁芯中的磁通量。通过上述方式，能够减小为负载所提供的电压的纹波。能够减小为负载所提供的电压的纹波。能够减小为负载所提供的电压的纹波。

【技术实现步骤摘要】
功率因数校正电路及方法、电子设备


[0001]本申请涉及电子电路
，特别是涉及一种功率因数校正电路及方法、电子设备。

技术介绍

[0002]功率因数可以衡量电力被有效利用的程度。功率因数越高，代表其电力利用率越高。而功率因数校正（Power Factor Correction，PFC）电路主要用于将用电负载转换成稳定的纯阻性的负载呈现给电网。
[0003]目前，PFC电路的输入电压通常为交流电压整流后的电压，其中，交流电压整流后的电压为半正弦曲线，该半正弦曲线具有实际上为0V的最小值，因此此时对应的输入的电流会降低到0，从而使这个期间的可用的功率几乎为0，这将导致PFC电路的输出电压降低。为了补偿这种缺陷，PFC电路的控制环路会收敛到一个状态，那就是当半正弦曲线处于峰值时，由于功率因数校正机制，此时PFC电路提供的电流也远超过输出需求。因此，这会导致PFC电路中的输出电容器会充电到高于预设输出电压。而当半正弦曲线接近0时，输出电容器会放电到低于预设输出电压。
[0004]然而，上述机制虽然确保了PFC电路的平均输出电压在预设输出电压附近，但却会导致PFC电路的输出电压具有两倍于工频的纹波。

技术实现思路

[0005]本申请旨在提供一种功率因数校正电路及方法、电子设备，能够减小为负载所提供的电压的纹波。
[0006]为实现上述目的，第一方面，本申请提供一种功率因数校正电路，包括：功率变换支路，所述功率变换支路连接于输入电压及负载之间，所述功率变换支路被配置为将所述输入电压转换为稳定的直流电压，其中，所述功率变换支路包括初级绕组；补偿支路与储能支路，其中，所述补偿支路包括第一补偿绕组与第二补偿绕组，所述第一补偿绕组、所述第二补偿绕组均与所述储能支路连接，所述第一补偿绕组、所述第二补偿绕组及所述初级绕组通过磁芯耦合；在所述功率变换支路的输入功率大于所述负载所需功率时，通过所述第二补偿绕组向所述储能支路放电，以减少所述磁芯中的磁通量；在所述功率变换支路的输入功率小于所述负载所需功率时，由所述储能支路通过所述第一补偿绕组放电，以增大所述磁芯中的磁通量。
[0007]在一种可选的方式中，所述功率变换支路还包括第一开关、第二开关与次级绕组，其中，所述初级绕组与次级绕组通过所述磁芯耦合；所述第一开关连接于所述初级绕组的同名端与地之间，所述初级绕组的异名端与所述输入电压连接，所述次级绕组的同名端与所述负载的第一端连接，所述第二开关连接
于所述次级绕组的异名端与所述负载的第二端之间。
[0008]在一种可选的方式中，所述补偿支路还包括第三开关与第四开关；所述第一补偿绕组的异名端分别与所述第二补偿绕组的同名端及所述储能支路的第一端连接于第一连接点，所述第三开关连接于所述第一补偿绕组的同名端与所述储能支路的第二端之间，所述第四开关连接于所述第二补偿绕组的异名端与所述储能支路的第二端之间。
[0009]在一种可选的方式中，所述第一开关被配置为在一个工频周期内以恒定的开关周期和第一占空比交替导通与关断；在所述第一开关被配置为断开时，若所述功率变换支路的输入功率小于所述负载所需功率，则所述第三开关被配置为导通；在所述第一开关被配置为断开时，若所述功率变换支路的输入功率大于所述负载所需功率，则所述第四开关被配置为导通。
[0010]在一种可选的方式中，在所述第三开关被配置为导通后，若所述磁芯中的磁通量增大至第一预设磁通量时，则所述第三开关被配置为关断，且所述第二开关被配置为导通。
[0011]在一种可选的方式中，在所述第四开关被配置为导通后，若所述磁芯中的磁通量减小至第一预设磁通量时，则所述第四开关被配置为关断，且所述第二开关被配置为导通。
[0012]在一种可选的方式中，所述储能支路包括第一电容；所述第一电容的第一端为所述储能支路的第一端，所述第一电容的第二端为所述储能支路的第二端。
[0013]在一种可选的方式中，所述功率因数校正电路还包括第一控制支路；所述第一控制支路分别与所述功率变换支路的输出端、所述第三开关及所述第四开关连接，所述第一控制支路被配置为获取所述功率变换支路的输出电压，并根据所述输出电压输出控制所述第三开关或所述第四开关关断的信号。
[0014]在一种可选的方式中，所述第一控制支路还被配置为获取所述第三开关导通时的电流所对应的第一电压，以及被配置为对第一参考电压与所述输出电压之间的差值进行放大，并在所述第一电压升高到放大后的差值时输出控制所述第三开关关断的信号；所述第一控制支路还被配置为获取所述第四开关导通时的电流对应的第二电压，以及被配置为在所述第二电压降低到所述放大后的差值时输出控制所述第四开关关断的信号。
[0015]在一种可选的方式中，所述功率因数校正电路还包括第二控制支路；所述第二控制支路分别与所述输入电压及所述第一连接点连接，所述第二控制支路被配置为获取所述第一连接点的电压，以获得所述功率因数校正电路在一个工频周期内平均输入功率和输出功率的大小关系；所述第二控制支路还被配置为根据所述第一连接点的电压和第二参考电压之间的差值控制所述第一占空比。
[0016]在一种可选的方式中，所述第二控制支路还被配置为：当所述第一连接点的电压大于所述第二参考电压时，控制所述第一占空比减小；当所述第一连接点的电压小于所述第二参考电压时，控制所述第一占空比增大。
[0017]在一种可选的方式中，若所述第一控制支路的响应时间对应于所述开关周期，则
所述第二控制支路的响应时间对应于所述工频周期。
[0018]在一种可选的方式中，所述第一开关、所述第三开关和所述第四开关为隔离开关。
[0019]第二方面，本申请提供一种功率因数校正方法，应用于功率因数校正电路，所述功率因数校正电路包括功率变换支路，所述功率变换支路分别与输入电压及负载连接，所述方法包括：通过所述功率变换支路对输入电压进行功率因数校正，以将所述输入电压转换为稳定的直流电压；在所述功率变换支路的输入功率大于所述负载所需功率时，减少所述功率变换支路中磁芯中的磁通量；在所述功率变换支路的输入功率小于所述负载所需功率时，增大所述功率变换支路中磁芯中的磁通量。
[0020]在一种可选的方式中，所述功率因数校正电路还包括补偿支路与储能支路，所述功率变换支路包括第一开关、第二开关、初级绕组与次级绕组，所述补偿支路包括第三开关、第四开关、第一补偿绕组与第二补偿绕组；所述初级绕组的异名端与所述输入电压连接，所述第一开关连接于所述初级绕组的同名端与地之间，所述次级绕组的同名端与所述负载的第一端连接，所述第二开关连接于所述次级绕组的异名端与所述负载的第二端之间，所述第一补偿绕组的异名端分别与所述第二补偿绕组的同名端及所述储能支路的第一端连接于第一连接点，所述第三开关连接于所述第一补偿绕组的同名端与所述储能支路的第二端之间，所述第四开关连接于所述第二补偿绕组的异名端与所述储能支路的第二端之间，所述初级绕组分别与所述第一补偿绕组、所述第二补偿绕组及所述次级绕组通过同本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种功率因数校正电路，其特征在于，包括：功率变换支路，所述功率变换支路连接于输入电压及负载之间，所述功率变换支路被配置为将所述输入电压转换为稳定的直流电压，其中，所述功率变换支路包括初级绕组；补偿支路与储能支路，其中，所述补偿支路包括第一补偿绕组与第二补偿绕组，所述第一补偿绕组、所述第二补偿绕组均与所述储能支路连接，所述第一补偿绕组、所述第二补偿绕组及所述初级绕组通过磁芯耦合；在所述功率变换支路的输入功率大于所述负载所需功率时，通过所述第二补偿绕组向所述储能支路放电，以减少所述磁芯中的磁通量；在所述功率变换支路的输入功率小于所述负载所需功率时，由所述储能支路通过所述第一补偿绕组放电，以增大所述磁芯中的磁通量。2.根据权利要求1所述的功率因数校正电路，其特征在于，所述功率变换支路还包括第一开关、第二开关与次级绕组，其中，所述初级绕组与次级绕组通过所述磁芯耦合；所述第一开关连接于所述初级绕组的同名端与地之间，所述初级绕组的异名端与所述输入电压连接，所述次级绕组的同名端与所述负载的第一端连接，所述第二开关连接于所述次级绕组的异名端与所述负载的第二端之间。3.根据权利要求2所述的功率因数校正电路，其特征在于，所述补偿支路还包括第三开关与第四开关；所述第一补偿绕组的异名端分别与所述第二补偿绕组的同名端及所述储能支路的第一端连接于第一连接点，所述第三开关连接于所述第一补偿绕组的同名端与所述储能支路的第二端之间，所述第四开关连接于所述第二补偿绕组的异名端与所述储能支路的第二端之间。4.根据权利要求3所述的功率因数校正电路，其特征在于，所述第一开关被配置为在一个工频周期内以恒定的开关周期和第一占空比交替导通与关断；在所述第一开关被配置为断开时，若所述功率变换支路的输入功率小于所述负载所需功率，则所述第三开关被配置为导通；在所述第一开关被配置为断开时，若所述功率变换支路的输入功率大于所述负载所需功率，则所述第四开关被配置为导通。5.根据权利要求4所述的功率因数校正电路，其特征在于，在所述第三开关被配置为导通后，若所述磁芯中的磁通量增大至第一预设磁通量时，则所述第三开关被配置为关断，且所述第二开关被配置为导通。6.根据权利要求4所述的功率因数校正电路，其特征在于，在所述第四开关被配置为导通后，若所述磁芯中的磁通量减小至第一预设磁通量时，则所述第四开关被配置为关断，且所述第二开关被配置为导通。7.根据权利要求1所述的功率因数校正电路，其特征在于，所述储能支路包括第一电容；所述第一电容的第一端为所述储能支路的第一端，所述第一电容的第二端为所述储能支路的第二端。8.根据权利要求4所述的功率因数校正电路，其特征在于，所述功率因数校正电路还包括第一控制支路；
所述第一控制支路分别与所述功率变换支路的输出端、所述第三开关及所述第四开关连接，所述第一控制支路被配置为获取所述功率变换支路的输出电压，并根据所述输出电压输出控制所述第三开关或所述第四开关关断的信号。9.根据权利要求8所述的功率因数校正电路，其特征在于，所述第一控制支路还被配置为获取所述第三开关导通时的电流所对应的第一电压，以及被配置为对第一参考电压与所述输出电压之间的差值进行放大，并在所述第一电压升高到放大后的差值时输出控制所述第三开关关断的信号；所述第一控制支路还被配置为获取所述第四开关导通时的电流对应的第二电压，以及被配置为在所述第二电压降低到所述放大后的差值时输出控制所述第四开关关断的信号。10.根据权利要求8所述的功率因数校正电路，其特征在于，所述功率因数校正电路还包括第二控制支路；所...

【专利技术属性】
技术研发人员：蜜林德，
申请(专利权)人：广东希荻微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：