一种具有自动开启/关闭功能的PFC控制电路及方法技术

本发明专利技术提供一种具有自动开启/关闭功能的PFC控制电路及方法，包括：运算电路、再定义信号发生电路以及平均值运算电路，运算电路的输出端与PFC电路连接，PFC电路接至开关电源电路，再定义信号发生电路产生再定义信号，并将再定义信号输出至运算电路的第一输入端，平均值运算电路对开关电源电路一次侧的电气信号进行采样，并对信号进行平均值运算后，输出采样平均值信号至运算电路的第二输入端，运算电路对再定义信号和采样平均值信号进行运算后，输出控制信号至PFC电路，以控制PFC电路开启或关闭。本发明专利技术通过设计PFC控制电路取代外围电路控制，实现PFC电路的自动开启和关闭，达到了电源类产品降成本、提高功率密度和电路可靠性的效果。的效果。的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种具有自动开启/关闭功能的PFC控制电路及方法


[0001]本专利技术涉及开关电源
，具体涉及一种具有自动开启/关闭功能的PFC控制电路及方法。

技术介绍

[0002]随着电力电子技术的快速发展和在各行各业的广泛应用，接入电网的电力电子开关电源设备成为向电网注入电流谐波的主要来源(来自高频开关电流及滤波电容)。当用电设备从电网取电时，其消耗的有功功率和无功功率都来自电网，无功功率对用电设备来说是没有做功的，但是在电网上传输会产生损耗。无功功率越大，发电厂和输电系统的损耗也越大，甚至会影响电力系统的稳定性。因此为了减小电网的无功负担，以及减少电网的多次谐波，基本对各种用电设备都有功率因数PF及电流总谐波畸变值THD的限定要求。
[0003]电流总谐波畸变值THD为：
[0004][0005]其中，I1表示1次谐波电流大小，I
n
表示n次谐波电流大小。
[0006]由公式一得到功率因数PF为：
[0007][0008]其中，Φ为功率因数角，cosΦ＝有功功率/视在功率。
[0009]谐波畸变会对电网造成影响，包括射频干扰(RFI)、电磁干扰(EMl)等。PFC(Power Factor Correction)指功率因数矫正，主要是对输入电流的波形进行控制，使其与输入电压波形同步。由公式二可以看出，提高功率因数，可以减小谐波畸变，PFC能够解决因容性负载导致电流波形严重畸变而产生的电磁干扰(EMl)和电磁兼容(EMC)问题。
[0010]在当前的开关电源电路中，PFC电路的开启和关闭需要外围电路来控制。如图1所示，常见于从充电控制部分根据其功率大小来控制PFC电路的开启和关闭，这种控制方案需要用到光耦U3
‑
A，光耦U3
‑
A既增加了产品的成本，也增加了产品的体积和重量，这给日趋小型化和轻量化的电源产品设计带来了阻力。对于电源产品功率密度要求较高的设计来说，如果能减少一个光耦(及其连接电路)，将给电源产品带来更广阔的应用前景。
[0011]因此，需要一种无需外围电路控制，可以实现自动开启/关闭的PFC控制电路，为取消光耦和相关的连接电路带来可能，进一步提高电源产品的功率密度。

技术实现思路

[0012]本专利技术提供的一种具有自动开启/关闭功能的PFC控制电路及其方法，主要用于解决现有PFC电路的开启和关闭需要外围电路来控制，导致开关电源的体积和重量较大，阻碍了其小型化和轻量化的发展等问题，从而实现自动开启/关闭的PFC控制电路，使充电控制
部分无需考虑前端的PFC电路，从而简化了控制逻辑，减小了电路尺寸和成本，提高了电源产品的功率密度，同时提高了开关电源的可靠性。
[0013]本专利技术通过以下技术方案来实现上述目的：
[0014]一种具有自动开启/关闭功能的PFC控制电路，包括：运算电路、再定义信号发生电路以及平均值运算电路，所述运算电路的输出端与PFC电路连接，所述PFC电路接至开关电源电路，所述再定义信号发生电路产生再定义信号，并将所述再定义信号输出至所述运算电路的第一输入端，所述平均值运算电路对所述开关电源电路一次侧的电气信号进行采样，并对采样信号进行平均值运算后，输出采样平均值信号至所述运算电路的第二输入端，所述运算电路对所述再定义信号和所述采样平均值信号进行运算后，输出控制信号至所述PFC电路，以控制所述PFC电路开启或关闭。
[0015]可见，该PFC控制电路通过对采集的开关电源电路一次侧电气信号和预设的再定义信号进行处理，可以实现控制所述PFC电路自动开启或关闭，节省了现有控制方法中与充电控制部分连接的电路和器件，达到了电源类产品的降成本、提高功率密度的效果，同时也节省了充电控制部分中PFC开关的控制逻辑和连接引脚，这简化了充电控制部分的电路，使充电控制部分工作更稳定。
[0016]进一步的方案是，所述再定义信号发生电路包括电源电路、再定义电阻电路、延时采样电路以及检测电路，所述电源电路为所述再定义电阻电路供电，所述延时采样电路对所述再定义电阻电路的电气信号进行延时采样，并输出延时采样信号至所述检测电路，所述检测电路接入基准电压信号，并根据所述基准电压信号对所述延时采样信号进行检验，当所述延时采样信号检验有效时，所述检测电路输出所述再定义信号至所述运算电路。
[0017]进一步的方案是，所述电源电路为恒流源电路，所述电源电路接入第二基准电压信号，并输出恒定电流至所述再定义电阻电路。
[0018]进一步的方案是，所述检测电路包括第一比较器和第二比较器，所述延时采样信号分别输入所述第一比较器的同相输入端和所述第二比较器的反相输入端，所述第一比较器的反相输入端接入第一基准电压信号，所述第二比较器的同相输入端接入所述第二基准电压信号，所述第一基准电压信号值小于所述第二基准电压信号值，当所述延时采样信号值大于所述第一基准电压信号值并小于所述第二基准电压信号值时，所述检测电路判断所述延时采样信号有效。
[0019]可见，该检测电路用于对所述延时采样信号进行有效性检测，保证了电路工作的安全性和稳定性。
[0020]进一步的方案是，还包括时基电路和分频电路，所述时基电路产生定时时基脉冲，所述分频电路将所述定时时基脉冲分频后输出时基信号，通过设置所述分频电路的分频，得到所需的定时控制时间。
[0021]可见，该分频电路对时基脉冲进行多样化分频，可以根据需要输出不同的时基信号，满足了不同器件或者电路在特定范围的频率信号下正常工作的需要，达到以最小成本满足不同频率信号需求的效果。
[0022]进一步的方案是，所述运算电路包括第一比较器和第一逻辑电路，所述第一比较器的同相输入端接入所述采样平均值信号，其反相输入端接入所述再定义信号，其输出端与所述第一逻辑电路的第二输入端连接，所述第一逻辑电路的第一输入端接入第三时基信
号，所述第一逻辑控制电路输出所述控制信号。
[0023]进一步的方案是，所述平均值运算电路包括采样电路和积分电路，所述采样电路用于对所述开关电源电路一次侧的电气信号进行采样，并输出采样信号至所述积分电路，所述积分电路对所述采样信号进行积分运算后，输出所述采样平均值信号至所述运算电路。
[0024]可见，该平均值运算电路通过对所述开关电源电路一次侧的电气信号进行实时采样，实现了对所述开关电源电路一次侧的电气信号的实时监测，并且该平均值运算电路对电气信号的准确测量和控制，为电路的稳定运行提供了重要的支持。
[0025]进一步的方案是，所述采样电路用于对所述开关电源电路一次侧的电流进行采样，并输出采样电流信号至所述积分电路，所述积分电路对所述采样电流信号进行积分运算后，输出电流平均值信号至所述运算电路，当电流平均值大于所述再定义信号时，所述运算电路控制所述PFC电路开启。
[0026]进一步的方案是，所述采样电路还包括乘法器，所述采样电路用于对所述开关电源电路一次侧的电流和电压进行采样，所述乘法器对采样电流本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有自动开启/关闭功能的PFC控制电路，其特征在于，包括：运算电路、再定义信号发生电路以及平均值运算电路，所述运算电路的输出端与PFC电路连接，所述PFC电路接至开关电源电路，所述再定义信号发生电路产生再定义信号，并将所述再定义信号输出至所述运算电路的第一输入端，所述平均值运算电路对所述开关电源电路一次侧的电气信号进行采样，并对采样信号进行平均值运算后，输出采样平均值信号至所述运算电路的第二输入端，所述运算电路对所述再定义信号和所述采样平均值信号进行运算后，输出控制信号至所述PFC电路，以控制所述PFC电路开启或关闭。2.根据权利要求1所述的具有自动开启/关闭功能的PFC控制电路，其特征在于：所述再定义信号发生电路包括电源电路、再定义电阻电路、延时采样电路以及检测电路，所述电源电路为所述再定义电阻电路供电，所述延时采样电路对所述再定义电阻电路的电气信号进行延时采样，并输出延时采样信号至所述检测电路，所述检测电路接入基准电压信号，并根据所述基准电压信号对所述延时采样信号进行检验，当所述延时采样信号检验有效时，所述检测电路输出所述再定义信号至所述运算电路。3.根据权利要求2所述的具有自动开启/关闭功能的PFC控制电路，其特征在于：所述电源电路为恒流源电路，所述电源电路接入第二基准电压信号，并输出恒定电流至所述再定义电阻电路。4.根据权利要求3所述的具有自动开启/关闭功能的PFC控制电路，其特征在于：所述检测电路包括第一比较器和第二比较器，所述延时采样信号分别输入所述第一比较器的同相输入端和所述第二比较器的反相输入端，所述第一比较器的反相输入端接入第一基准电压信号，所述第二比较器的同相输入端接入所述第二基准电压信号，所述第一基准电压信号值小于所述第二基准电压信号值，当所述延时采样信号值大于所述第一基准电压信号值并小于所述第二基准电压信号值时，所述检测电路判断所述延时采样信号有效。5.根据权利要求1所述的具有自动开启/关闭功能的PFC控制电路，其特征在于：还包括时基电路和分频电路，所述时基电路产生定时时基脉冲，所述分频电路将所述定时时基脉冲分频后输出时基信号，通过设置所述分频电路的分频，得到所需的定时控制时间。6.根据权利要求5所述的具有自动开启/关闭功能的PFC控制电路，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭峰，张戟，
申请(专利权)人：珠海英集芯半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：