本发明专利技术公开了一种利于有源反激式功率因数校正装置谐波削减的补偿控制电路，其反激式功率因数校正装置包括与交流电源并联的EMI滤波电路F9、接在EMI滤波电路输出端的整流滤波电路F10、变压器T1、吸收电路F11、开关管Q1、原边电感电流采样电阻R1、二极管D1、输出电容C1、输出电流采样电阻R2、辅助参考电源F12以及辅助电源F13；补偿控制电路包括参考信号采样电路F1、第一运算电路F2、第二运算电路F3、比较电路F4、PWM控制及驱动电路F5、电流采样电路F6、隔离电路F7和输出采样反馈电路F8等。本发明专利技术旨在解决现有的临界导电模式的反激式功率因数校正装置在高输入电压和轻载时的输入电流畸变问题。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电力电子领域，涉及单级有源反激式功率因数校正电路，具体涉及一 种在高输入电压或轻载条件下有效降低输入电流谐波的新型补偿控制装置及控制方法。
技术介绍
自上世纪90年代以来，随着有源功率校正技术的推广，全球对于电网谐波电流的 规定和限制越来越严格，例如国际电工委员会61000-3-2谐波标准中的D类规定75W以上 个人计算机等电子产品的电源要进行功率校正，另外61000-3-2谐波标准中的C类规定和 国家标准GB17625. 1-2003对包括LED固体照明光源在内的所有照明设备的谐波电流限制 做了更为严格的规定。基于以上要求，临界导电模式(CRM)的反激式有源功率因数校正装置在中小功率 场合(300W以下)得到了广泛应用。CRM模式器件应力较断续模式要小，且解决了连续导电 模式下的二极管反向恢复问题。相较于升压型功率因数校正装置，反激式具有原副边隔离、 低压输出的优点，使其在如LED照明等需要低压输出的应用场合广受欢迎。但是CRM模式的反激式有源功率因数校正装置由于原边电感电流不连续而导致 输入电流畸变，在宽范围输入电压和需要变载的应用场合，例如带有调光功能的全电压范 围的LED照明产品的电源，在高压和轻载时会引入大量的谐波，致使整个功率因数校正效 果变差而无法满足相关的规定和谐波限制。目前针对以上问题，还没有提出什么可行有效的解决方法，因而成为临界导电模 式的反激式有源功率因数校正装置的一大缺陷。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种新的补偿控制方法及其电路，旨在解决现有 的临界导电模式的反激式功率因数校正装置在高输入电压和轻载时的输入电流畸变问题。为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种利于有源反激式功率因数校正装置谐波 削减的补偿控制电路，其反激式功率因数校正装置包括与交流电源并联的EMI滤波电路 F9、接在EMI滤波电路输出端的整流滤波电路F10、变压器Tl、与变压器原边TPl并联的吸 收电路F11、接在变压器原边的开关管Q1、连接于开关管Ql源极和原边地GNDl之间的原 边电感电流采样电阻R1、接在变压器副边TSl的二极管D1、接在主电路正输出端和副边地 GND2之间的输出电容Cl、接主电路负输出端和副边地GND2之间的输出电流采样电阻R2、接 在变压器辅助绕组TS2两端的辅助参考电源F12以及接在变压器副主绕组TS3两端的辅助 电源F13 ；补偿控制电路包括参考信号采样电路F1、第一运算电路F2、第二运算电路F3、比 较电路F4、PWM控制及驱动电路F5、电流采样电路F6、隔离电路F7和输出采样反馈电路F8 ； 原边电感电流参考信号采样点为整流滤波电路输出端与变压器Tl原边线圈TPl正端的连 接点，参考信号采样电路Fl的输入端与变压器Tl的原边线圈TPl的正端相连，参考信号采 样电路Fl的输出端与第一运算电路F2的输入端相连，第一运算电路F2的输出端和第二运算电路F3的输入端1相连，第二运算电路的另一个输入端2与隔离电路F7的信号端3相 连，第二运算电路F3的输出端与比较电路F4的正输入端相连，比较电路F4的负输入端与 电流采样电路F6的输出端相连，比较电路F4的输出端与PWM控制及驱动电路F5的输入端 相连，PWM控制及驱动电路F5的输出端连接开关管Ql的门极，电流采样电路F6的输入端 与开关管Ql的源极相连，输出采样反馈电路F8的正向输入端与输出电流采样电阻R2和主 电路负输出端的连接点相连，输出采样反馈电路F8的负向输入端与辅助参考电源F12的输 出端相连，输出采样反馈电路F8的输出端与隔离电路F7的信号端1相连，隔离电路F7的 信号端4与辅助电源F13的输出端相连。作为本专利技术的利于有源反激式功率因数校正装置谐波削减的补偿控制电路的改 进参考信号采样电路Fl包括电阻R3、R4、R5和电容C9，电阻R3 —端分别与整流滤波电路 FlO的输出端和变压器Tl原边线圈TPl正端相接，电阻R3的另一端与电阻R4的一端相连， 电阻R4的另一端分别与电阻R5、电容C9的一端相连，电阻R5的另一端分别与电容C9的另 一端和原边地GNDl相连接。作为本专利技术的利于有源反激式功率因数校正装置谐波削减的补偿控制电路的进 一步改进第一运算电路F2即乘法器U1，乘法器Ul的差分输入端Xl与电阻R3、R4的连接 点相连，乘法器Ul的差分输入端Yl与电阻R3、R4的连接点相连，乘法器Ul的差分输入端 X2和Y2分别与原边地GNDl相连接，Ul的负电源供电端接原边地GNDl，乘法器Ul的高阻抗 总和输入端Z分别与电阻R4、R5的连接点相连，乘法器Ul的正供电电源端接辅助电源F13 输出端，乘法器Ul的输出端W即第二运算电路F2的输出端。作为本专利技术的利于有源反激式功率因数校正装置谐波削减的补偿控制电路的进 一步改进第二运算电路F3、比较电路F4和PWM控制及驱动电路F5的功能均由控制芯片 U2实现，除控制芯片U2外还包括变压器辅助绕组TS4、二极管D7和一些阻容元件；控制芯 片U2的反馈电压输入端与电容C8、电阻RlO的一端相连，电阻RlO的另一端接隔离电路F7 的信号端3，即与光耦U4输出光电三极管U4B的发射极相接，电容C8的另一端分别与控制 芯片U2的内部乘法器输入端及电阻Rll的一端相连，控制芯片U2内部乘法器的另一输入 端与第一运算电路F2的输出端，即乘法器Ul的输出端相连，控制芯片U2的开关管电流采 样端与电流采样电路F6的输出端相连，控制芯片U2的过零点检测端与电阻R13的一端相 连，电阻R13的另一端与变压器辅助绕组TS4的一端相连，变压器辅助绕组TS4的另一端接 原边地GND1，控制芯片U2的参考地端接原边地，控制芯片U2的驱动信号输出端接二极管 D7的阴极，二极管D7的阳极接开关管Ql的栅极，电阻R12并接于二极管D7两端，控制芯片 U2的供电电源端接辅助电源F13的输出端。作为本专利技术的利于有源反激式功率因数校正装置谐波削减的补偿控制电路的进 一步改进电流采样电路F6包括电阻R14和电容ClO ；电阻R14的一端与开关管Ql源极和 原边电感电流采样电阻Rl的连接点相连，电阻R14的另一端分别与控制芯片U2的开关管 电流采样端和电容ClO的一端相连，电容ClO的另一端与原边地GNDl相连接。作为本专利技术的利于有源反激式功率因数校正装置谐波削减的补偿控制电路的进 一步改进输出采样反馈电路F8包括双运放芯片U3、稳压管ZD2、二极管D8和一些阻容元 件；双运放芯片U3的运放U3A的同相输入端分别与电阻R20的一端和电容C16的一端相 连，电阻R20的另一端与输出采样电阻R2和主电路负输出端的连接点相连，电容C16的另一端接副边地GND2，运放U3A的反相输入端与电阻R22的一端相连，电阻R22的另一端分别 与电阻R23和运放U3A的输出端相连，电阻R23的另一端接副边地GND2，电阻R21的一端与 运放U3A的输出相连，另一端分别与二极管D8的阴极、运放U3B的同相输出端和电容C15 的一端相连接，二极管D8的阳极与稳压管ZD2的阳极相连，稳压管ZD2的阴极与主电路的 正输出端相连，电容C15的另一端与副边地GND2相连；运放U3B的反相输入端分别与电阻 R17、电阻R18和电容本文档来自技高网...
【技术保护点】
利于有源反激式功率因数校正装置谐波削减的补偿控制电路，其反激式功率因数校正装置包括与交流电源并联的ＥＭＩ滤波电路Ｆ９、接在ＥＭＩ滤波电路输出端的整流滤波电路Ｆ１０、变压器Ｔ１、与变压器原边ＴＰ１并联的吸收电路Ｆ１１、接在变压器原边的开关管Ｑ１、连接于开关管Ｑ１源极和原边地ＧＮＤ１之间的原边电感电流采样电阻Ｒ１、接在变压器副边ＴＳ１的二极管Ｄ１、接在主电路正输出端和副边地ＧＮＤ２之间的输出电容Ｃ１、接主电路负输出端和副边地ＧＮＤ２之间的输出电流采样电阻Ｒ２、接在变压器辅助绕组ＴＳ２两端的辅助参考电源Ｆ１２以及接在变压器副主绕组ＴＳ３两端的辅助电源Ｆ１３；其特征是：补偿控制电路包括参考信号采样电路Ｆ１、第一运算电路Ｆ２、第二运算电路Ｆ３、比较电路Ｆ４、ＰＷＭ控制及驱动电路Ｆ５、电流采样电路Ｆ６、隔离电路Ｆ７和输出采样反馈电路Ｆ８；原边电感电流参考信号采样点为整流滤波电路输出端与变压器Ｔ１原边线圈ＴＰ１正端的连接点，参考信号采样电路Ｆ１的输入端与变压器Ｔ１的原边线圈ＴＰ１的正端相连，参考信号采样电路Ｆ１的输出端与第一运算电路Ｆ２的输入端相连，第一运算电路Ｆ２的输出端和第二运算电路Ｆ３的输入端１相连，第二运算电路的另一个输入端２与隔离电路Ｆ７的信号端３相连，第二运算电路Ｆ３的输出端与比较电路Ｆ４的正输入端相连，比较电路Ｆ４的负输入端与电流采样电路Ｆ６的输出端相连，比较电路Ｆ４的输出端与ＰＷＭ控制及驱动电路Ｆ５的输入端相连，ＰＷＭ控制及驱动电路Ｆ５的输出端连接开关管Ｑ１的门极，电流采样电路Ｆ６的输入端与开关管Ｑ１的源极相连，输出采样反馈电路Ｆ８的正向输入端与输出电流采样电阻Ｒ２和主电路负输出端的连接点相连，输出采样反馈电路Ｆ８的负向输入端与辅助参考电源Ｆ１２的输出端相连，输出采样反馈电路Ｆ８的输出端与隔离电路Ｆ７的信号端１相连，隔离电路Ｆ７的信号端４与辅助电源Ｆ１３的输出端相连。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈敏，王园园，钱照明，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：86
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