功率因数校正电路制造技术

本实用新型专利技术提供了一种功率因数校正电路，包括：主电路；误差放大器，对所述主电路的输出电流/电压进行误差放大后产生第一信号；信号跟踪电路，用于产生第二信号，所述第二信号与所述主电路内整流所产生的正弦半波信号同频同相；加法电路，将所述第一信号和第二信号相加后产生第三信号；驱动脉冲信号发生电路，根据所述第三信号产生驱动脉冲信号，所述驱动脉冲信号用于控制所述主电路中的开关管的导通/关断。本实用新型专利技术能够改善功率因数校正电路的功率因数。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

功率因数校正电路
本技术涉及一种功率因数校正电路。
技术介绍
目前，大多数用电设备中的非线性元件和储能元件会使输入交流电流波形发生严重畸变，导致网侧输入功率因数很低，为了满足国际标准IEC61000-3-2的谐波要求，必须在这些用电设备中加入功率因数校正装置(PFC)。传统的有源功率因数校正电路一般采用升压(Boost)拓扑、升降压(Buck-boost)拓扑或降压型(Buck)拓扑。其中，Boost拓扑具有控制容易，驱动简单以及在整个工频周期内都可以进行开关工作等特点，输入电流的功率因数可以接近于I。但是Boost拓扑具有输出电压高的缺点，而且在宽范围输入 (90Vac-265Vac)条件下，在低电压段(90Vac_l IOVac)的效率会比高压段(220Vac_265Vac) 低 1-3%。Buck拓扑能够在整个输入电压范围内保持较高效率，因此在非隔离应用场合具有一定的优势，因此Buck型PFC电路近年来也受到越来越多的关注。然而，Buck拓扑应用于 PFC电路，在整流后的输入电压Vin小于输出电压V。的区间内，电感电流k和输入电流ia。 为零，如图I所示。这段死区时间极大程度上增加了输入电流谐波，影响了网侧输入功率因数。尤其是输入电压较低时，Buck拓扑电路谐波含量较大，比较难以通过一些国际标准。现有技术中公开了一种改进的适用于Buck-PFC的控制技术，可以降低谐波含量，然而这种电路需要在Buck电路的电感上增加一个辅助绕组来采集电感的电压波形，增加了电感的设计复杂度，从而增加了电路成本。在隔离应用场合,尤其是中小功率应用场合,隔离型的Buck-boost (Flyback)PFC 电路是应用最广泛的一种结构。如果采用断续模式控制方式，理论上可以实现交流进线输入功率因数为1，然而断续模式控制方式电流应力大，主电路开关工作在硬开关状态，损耗较大。因此，目前应用较多的是临界连续模式控制，其中可实现临界连续模式控制的控制方式大体有两种，一种是带乘法器和输入前馈的功率因数校正控制，另一种控制方式是采用恒导通时间控制。无论是采用哪种控制方式实现的临界断续模式Buck-boost(Flyback) 电路结构，其半个工频周期内的归一化的输入电流波形都如图2所示，其中s=V。’ /Vac, V。’ 是输出电压折算到变压器原边之后的幅值，Va。是交流输入电压有效值，s是二者的比值系数。由图2可以看出，随着s变小，即输入电压幅值增大，输入电流的波形失真越厉害，功率因数越低。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种功率因数校正电路，能够改善功率因数校正电路的功率因数，该技术方案既能够适用于Buck型功率因数校正电路，又适用于临界连续模式的Buck-Boost (或Flyback)型功率因数校正电路。为解决上述技术问题，本技术提供了一种功率因数校正电路，包括主电路；误差放大器，对所述主电路的输出电流/电压进行误差放大后产生第一信号；信号跟踪电路，用于产生第二信号，所述第二信号与所述主电路内整流所产生的正弦半波信号同频同相；加法电路，将所述第一信号和第二信号相加后产生第三信号；驱动脉冲信号发生电路，根据所述第三信号产生驱动脉冲信号，所述驱动脉冲信号用于控制所述主电路中的开关管的导通/关断。可选地，所述信号跟踪电路包括峰值检波电路，用于获取流过所述开关管的电流的峰值包络线以作为所述第二信号。可选地，所述峰值检波电路包括第一开关，其输入端作为所述峰值检波电路的正输入端，其输出端作为所述峰值检波电路的输出端；第一电容，其第一端连接所述第一开关的输出端，其第二端接地并作为所述峰值检波电路的负输入端。可选地，所述峰值检波电路包括第一二极管，其阳极作为所述峰值检波电路的正输入端，其阴极作为所述峰值检波电路的输出端；第二电容，其第一端连接所述第一二极管的阴极，其第二端接地并作为所述峰值检波电路的负输入端。可选地，所述信号跟踪电路包括低通滤波器，用于获取流过所述开关管的电流的平均值以作为所述第二信号。可选地，所述低通滤波器包括一级或者多级串联的电阻-电容低通滤波电路。可选地，所述信号跟踪电路包括低通滤波器，其正输入端接收所述驱动脉冲信号，其负输入端接地；峰值检波电路，其正输入端连接所述低通滤波器的输出端，其负输入端接地；第一电阻，其第一端连接所述低通滤波器的输出端；第二电阻，其第一端连接所述峰值检波电路的输出端；第三电阻，其第一端连接所述第二电阻的第二端，其第二端接地；第一运算放大器，其正输入端连接所述第一电阻的第二端，其负输入端连接所述第二电阻的第二端，其输出端经由第四电阻连接所述第一运算放大器的负输入端，其输出端输出所述第二信号。可选地，所述功率因数校正电路还包括比例电路，所述第二信号经由所述比例电路放大或缩小后传输至所述加法电路。可选地，所述主电路包括整流桥，对输入信号进行整流并产生所述正弦半波信号；开关管，其输入端连接所述整流桥的正输出端，其控制端接收所述驱动脉冲信号;第二二极管，其阴极连接所述开关管的输出端，其阳极连接所述整流桥的负输出端;采样电阻，其第一端连接所述开关管的输出端，其第二端接地；电感，其第一端连接所述采样电阻的第二端；输出电容，其第一端连接所述电感的第二端，其第二端连接所述整流桥的负输出端。可选地，所述误差放大器包括第五电阻，其第一端连接所述开关管的输出端；第二运算放大器，其负输入端连接所述第五电阻的第二端，其输出端经由第四电容连接所述第二运算放大器的负输入端，其输出端输出所述第一信号；第一基准电压源，其一端连接所述第二运算放大器的正输入端，另一端接地。可选地，述驱动脉冲信号发生电路包括过零检测电路，其输入端连接所述输出电容的第一端，对所述输出电容两端的电压进行过零检测；锯齿波发生电路，用于产生锯齿波信号；第一比较器，其负输入端接收所述加法电路输出的第三信号，其正输入端接收所述锯齿波信号；RS触发器，其置位输入端连接所述过零检测电路的输出端，其复位输入端连接所述第一比较器的输出端，其正输出端经由驱动模块连接至所述开关管的控制端。可选地，所述过零检测电路包括第六电阻，其第一端连接所述输出电容的第一端；第七电阻，其第一端连接所述第六电阻的第二端，其第二端接地；第二比较器，其负输入端连接所述第六电阻的第二端，其输出端连接所述RS触发器的置位输入端；第二基准电压源，其一端连接所述第二比较器的正输入端，另一端接地。可选地，所述锯齿波发生电路包括电流源；第五电容，其第一端连接所述电流源的输出端，其第二端接地；第二开关，与所述第五电容并联，其控制端连接所述RS触发器的负输出端。可选地，所述主电路包括整流桥，对输入信号进行整流并产生所述正弦半波信号；变压器，其原边绕组的同名端连接所述整流桥的正输出端，其副边绕组的同名端接地；开关管，其输入端连接所述原边绕组的异名端，采样电阻，其第一端连接所述开关管的输出端，其第二端接地；第三二极管，其阳极连接所述变压器的副边绕组的异名端；输出电容，其第一端连接所述第三二极管的阴极，其第二端接地。可选地，所述误差放大器包括第八电阻，其第一端连接所述输出电容的第一端；第九电阻，其第一端连接所述第八电阻的第二端，其第二端接地；第十电阻，其第一端连接所述输出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种功率因数校正电路，其特征在于，包括：主电路；误差放大器，对所述主电路的输出电流/电压进行误差放大后产生第一信号；信号跟踪电路，用于产生第二信号，所述第二信号与所述主电路内整流所产生的正弦半波信号同频同相；加法电路，将所述第一信号和第二信号相加后产生第三信号；驱动脉冲信号发生电路，根据所述第三信号产生驱动脉冲信号，所述驱动脉冲信号用于控制所述主电路中的开关管的导通/关断。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：谢小高，叶美盼，王栋，姚丰，吴建兴，
申请(专利权)人：杭州士兰微电子股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：