一种功率因数校正变换器制造技术

本发明专利技术公开了一种功率因数校正变换器，包括连接成整流电路的第一桥臂和第二桥臂，所述第一桥臂的中间节点和所述第二桥臂的中间节点之间连接交流输入电源，所述第一桥臂的上管和所述第二桥臂的上管为晶体管，或者，所述第一桥臂的下管和所述第二桥臂的下管为晶体管；第一电路，包括第一电感、第一电容和变压器原边绕组连接成的第一谐振电路及相连接的第一开关管和第二开关管，所述第一谐振电路的两端分别连接第一开关管和第二开关管的连接端及一个桥臂的中间节点。本发明专利技术功率因数校正效果好，电力器件应力低。电力器件应力低。电力器件应力低。

【技术实现步骤摘要】
一种功率因数校正变换器


[0001]本专利技术涉及照明领域，特别涉及一种功率因数校正变换器。

技术介绍

[0002]如图1所示，无源电荷泵PFC技术中，包括第一电感Lr、谐振电容Cr和第一电容C1所在的谐振电路，假定谐振电路电流的平均值为Ires=Io/Nps，其中，Io为输出电流，Nps为图1中变压器的匝比；第一电容C1每次要从0V充电至Vbus
‑
Vin(x)之后钳位在Vbus
‑
Vin(x)，直至输入电流换相。平均充电电流为Ic=C1
×
(Vbus
‑
Vin(x))
×
Fs，很容易推得：Iin=Ires
‑
Ic=Io/Nps
‑
C1
×
(Vbus
‑
Vin(x))
×
Fs；当C1的容值满足Io/Nps=C1
×
Vbus
×
Fs时，Iin=C1
×
Vin(x)
×
Fs，输入电流为正弦波，能获得好的功率因数效果；根据输入输出功率Pin=Virms
×
Iinrms=Po/Effi，即C1
×
Virms
×
Fs
×
Virms=C1
×
Vbus
×
Fs
×
Nps
×
Vo/Effi，Vo=Virms^2/Vbus/Nps
×<br/>Effi；其中，Vin(x)、Vbus分别为输入电压和母线电压，Virms、Iinrms分别为输入电压的有效值和输入电流的有效值，Fs为电容C1的充电频率，Effi为输出效率。
[0003]根据上述分析，在同样的输入电压条件下，Vbus和Vo成反比关系，这就意味着当输出电压较低时，母线电压将会非常高，器件应力非常大，这是无源电荷泵的致命缺陷。另外，当输入电压变化，Iin会变化，Vbus会变化，那么输入电流就无法继续维持正弦，影响功率因数校正的效果。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种功率因数校正变换器，可以调节输入电流的大小使得输入电流接近正弦波，达到较好的功率因数校正的目的，还可以调节稳定母线电压，避免功率器件应力过大的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了一种功率因数校正变换器，包括，整流电路，包括第一桥臂和第二桥臂，所述第一桥臂的中间节点和所述第二桥臂的中间节点之间连接交流输入电源，所述第一桥臂的上管和所述第二桥臂的上管为晶体管，或者，所述第一桥臂的下管和所述第二桥臂的下管为晶体管；第一电路，包括相连接的第一开关管和第二开关管，第一电感、第一电容和变压器原边绕组连接成的第一谐振电路，所述第一谐振电路第一端连接所述第一开关管和所第二开关管的公共连接端，所述第一谐振电路第二端连接一个桥臂的中间节点；控制电路，将输出反馈信号和参考信号进行误差放大得到第一误差信号，根据所述母线电压和所述交流输入电压经整流后得到的半波电压产生第一系数，所述第一控制电路根据所述第一误差信号和所述第一系数的乘积得到所述补偿信号；根据所述输入电压和所述补偿信号控制所述晶体管的工作状态。
[0006]可选的，还包括第二电容，所述第二电容第一端连接所述第一电容第一端，所述第二电容第二端连接另一个桥臂的中间节点。
[0007]可选的，所述第一电容和所述第二电容大小相等。
[0008]可选的，所述第一桥臂的上管和下管均为晶体管，所述第二桥臂的上管和下管也均为晶体管。
[0009]可选的，所述控制电路根据所述母线电压和所述半波电压的差值与所述母线电压的比值得到第一比值，根据所述第一比值产生所述第一系数。
[0010]可选的，所述第一控制电路根据所述第一比值与所述第二系数的乘积得到所述第一系数；其中，根据所述母线电压、母线参考电压和偏离系数得到所述第二系数。
[0011]可选的，所述第二系数设置为，其中，Vbus为母线电压，Vbus_ref为母线参考电压，Kd为所述偏离系数。
[0012]可选的，所述偏离系数设置为小于1的常数，所述第二系数的峰值大于0.5且小于2。
[0013]可选的，所述控制电路将所述第一误差信号和所述第一斜坡信号进行比较以控制所述第一开关管和第二开关管的开关状态。
[0014]可选的，还包括输出电路，所述输出电路包括变压副边绕组、整流管、输出电容和负载，所述变压器副边绕组与所述整流管串联后与所述输出电容并联，所述负载连接所述输出电容；所述变压器原边绕组电流续流到零后，所述整流管导通。
[0015]与现有技术相比，本专利技术之技术方案具有以下优点：引入有源的晶体管设置功率因数校正变换器，在工频输入的不同位置，可以控制晶体管的导通时间，使得输入电流接近正弦波，达到较好的功率因数校正的目的；可以通过控制晶体管的平均导通时间来调节稳定母线电压，避免器件应力过大。
附图说明
[0016]图1为现有的一种功率因数校正变换器原理图；图2为本专利技术功率因数校正变换器实施例1原理图；图3为本专利技术功率因数校正变换器实施例2原理图；图4为本专利技术功率因数校正变换器实施例3原理图；图5为本专利技术功率因数校正变换器的控制电路原理图。
具体实施方式
[0017]以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行详细描述，但本专利技术并不仅仅限于这些实施例。本专利技术涵盖任何在本专利技术的精神和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。
[0018]为了使公众对本专利技术有彻底的了解，在以下本专利技术优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本专利技术。
[0019]在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本专利技术。需说明的是，附图均采
用较为简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。
[0020]如图2所示，示意了本专利技术功率因数校正变换器实施例1原理图，包括整流电路输入电容Cbus和谐振电路，整流电路包括第一桥臂和第二桥臂，每个桥臂包括相连接的上管(二极管)D1、D2和下管（晶体管）M4、M3，每个桥臂上管和下管的连接端为桥臂的中间节点，第一桥臂的中间节点和第二桥臂的中间节点之间连接交流输入电源Vin，该实施例的两个桥臂的下管均为晶体管，在另一种实施例中两个桥臂的上管均为晶体管，晶体管优选为NMOS管，也可以为三极管、晶闸管等三端开关管。输入电容Cbus与并联在整流电路的输出端，交流输入电压Vin经过整流电路和输入电容Cbus后得到母线电压Vbus。谐振电路包括桥式开关管、第一电感Lr、第一电容Cr1和变压器T原边绕组，桥式开关管也包括相连接的上管M1和下管M2，上管M1和下管M2均为开关管，优选NMOS管，如图2所示，桥式开关管的上管M1和下管M2的连接端连接第一电感Lr、第一电容Cr1和变压器原边绕组连接成的第一谐振电路的第一端，该第一谐振电路本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种功率因数校正变换器，其特征在于：包括，整流电路，包括第一桥臂和第二桥臂，所述第一桥臂的中间节点和所述第二桥臂的中间节点之间连接交流输入电源，所述第一桥臂的上管和所述第二桥臂的上管为晶体管，或者，所述第一桥臂的下管和所述第二桥臂的下管为晶体管；第一电路，包括相连接的第一开关管和第二开关管，第一电感、第一电容和变压器原边绕组连接成的第一谐振电路，所述第一谐振电路第一端连接所述第一开关管和所第二开关管的公共连接端，所述第一谐振电路第二端连接一个桥臂的中间节点；控制电路，将输出反馈信号和参考信号进行误差放大得到第一误差信号，根据所述母线电压和所述交流输入电压经整流后得到的半波电压产生第一系数，所述第一控制电路根据所述第一误差信号和所述第一系数的乘积得到所述补偿信号；根据所述输入电压和所述补偿信号控制所述晶体管的工作状态。2.根据权利要求1所述的功率因数校正变换器，其特征在于：还包括第二电容，所述第二电容第一端连接所述第一电容第一端，所述第二电容第二端连接另一个桥臂的中间节点。3.根据权利要求2所述的功率因数校正变换器，其特征在于：所述第一电容和所述第二电容大小相等。4.根据权利要求1所述的功率因数校正变换器，其特征在于：所述第一桥臂的上管和下管均为晶体管，所述第二桥臂的上管...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜德来，花俊杰，张军明，
申请(专利权)人：杰华特微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：