本发明专利技术提供了一种功率因数校正电路及具有其的电源装置和电机驱动装置，能够在执行用于功率因数校正的切换之前将额外功率传输到地，从而减小在功率因数校正的切换过程中所产生的切换损失。该功率因数校正电路包括：主开关，切换输入功率以调整输入功率的电流与电压之间的相位差；以及辅助开关，在主开关接通之前被接通，以形成用于主开关的额外功率的传输路径。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及具有辅助开关的功率因数校正电路，以及配有该电路的电源装置和电机驱动装置。
技术介绍
近期，全世界政府部门都提倡符合能源效率政策的高效能源使用，具体地，广泛建议在电子产品和家用电器中实行高效能源使用。在高效能源使用中，根据这些政府建议，用于向电子产品、家用电器等供电的电源装置可采用一种改进型电路。该改进型电路可以是例如功率因数校正电路。功率因数校正电路是用于切换输入功率并调整该输入功率的电流和电压之间的相位差(功率因数)从而高效地将功率传输至后续过程的一种电路。然而，由于要切换输入功率，所以功率因数校正电路可能会产生切换损失。另一方面，电子产品、家用电器等多数使用电机来进行预设操作，而且为了驱动这种电机，应当供给合适的功率，并且应当在电源装置中使用用于提高能量效率的功率因数校正电路来切换输入功率从而调整该输入功率的电流和电压之间的相位差。然而，在这点上，在切换输入功率时可能会产生切换损失。
技术实现思路
本专利技术的一个方面提供了一种能够在执行用于功率因数校正的切换之前将外加功率传输到地从而减小在功率因数校正的切换过程中所产生的切换损失的功率因数校正电路，以及具有该功率因数校正电路的电源装置和电机驱动装置。根据本专利技术的一个方面，提供一种功率因数校正电路，包括主开关，切换输入功率，以调整输入功率的电流与电压之间的相位差；以及辅助开关，在主开关接通之前被接通，以形成用于主开关的额外功率(extra power)的传输路径。该功率因数校正电路可进一步包括第一电感器，连接在输入功率端与主开关之间，以根据主开关的通断来蓄积或释放能量；以及第二电感器，连接在主开关和第一电感器的连接端与辅助开关之间，以调整辅助开关接通时流入辅助开关的电流量。该功率因数校正电路可进一步包括二极管，根据主开关的通断，提供用于从第一电感器释放的功率的传输路径；以及电容器，用于使从二极管传输的功率稳定。输入功率可以是经过整流的功率。辅助开关可在主开关接通之前被接通和断开，或在主开关接通之前被接通而在主开关接通之后被断开。该功率因数校正电路可进一步包括控制器，用于提供切换控制信号，以控制主开关和辅助开关的通断。主开关和辅助开关可以是绝缘栅双极型晶体管(IGBT)和金属氧化物半导体场效应晶体管(MOS-FET)中的至少一种。根据本专利技术的另一个方面，提供了一种电源装置，包括功率因数校正电路，包括用于切换输入功率以调整输入功率的电流与电压之间的相位差的主开关以及在主开关接通之前被接通以形成用于主开关的额外功率的传输路径的辅助开关；功率转换单元，用于切换来自该功率因数校正电路的功率以将该功率转换成预设功率；以及切换控制器，用于控制该功率转换单元的功率切换。根据本专利技术的另一个方面，提供了一种电机驱动装置，包括功率因数校正电路，包括用于切换输入功率以调整输入功率的电流与电压之间的相位差的主开关以及在主开关接通之前被接通以形成用于主开关的额外功率的传输路径的辅助开关；驱动单元，用于切换来自功率因数校正电路的功率以驱动电机；以及驱动控制器，用于控制该驱动单元的功率切换。附图说明从下文结合附图给出的详细描述中，本专利技术的上述的以及其他方面、特征和其他优势将被更加清晰的理解，其中图1是根据本专利技术实施方式的功率因数校正电路的示意性电路图；图2是根据本专利技术实施方式的功率因数校正电路中所使用的主开关及辅助开关的切换控制信号图；图3是示出了根据本专利技术实施方式的功率因数校正电路中所使用的辅助开关的切换波形的视图。图4是示了绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的特性的曲线图；图5是根据本专利技术实施方式的功率因数校正电路中所使用的主开关及辅助开关的切换时序图；图6和图7是示出了根据本专利技术实施方式的功率因数校正电路的主要部分的波形的曲线图；图8是示出了本专利技术的功率因数校正电路与现有技术的这种电路之间在切换损失方面的比较的图示；图9和图10分别是具有根据本专利技术实施方式的功率因数校正电路的电机驱动装置的示意性电路图；以及图11是具有根据本专利技术实施方式的功率因数校正电路的电源装置的示意图。具体实施例方式现在将参照附图对本专利技术的实施方式进行详细描述。图1是根据本专利技术实施方式的功率因数校正电路的示意性电路图。参照图1，根据本专利技术实施方式的功率因数校正电路100可包括主开关SI及辅助开关S2，并且可进一步包括第一电感器LI和第二电感器L2、二极管D2以及电容器Cl。主开关SI可切换输入功率并调整该输入功率的电压和电流之间的相位差，从而校正功率因数。第一电感器LI连接在输入功率端与主开关SI之间，以根据主开关SI的通断来蓄积能量或释放能量。例如，当主开关SI被构造为晶体管时，第一电感器LI可连接在输入功率端和主开关SI的集电极之间。输入功率可以是整流功率，因此，整流电路Dl可对交流(AC)功率进行整流并将整流后的AC功率传输至功率因数校正电路。辅助开关S2可连接在第二电感器L2与地之间，且在主开关SI和辅助开关S2均是晶体管的情况下，第二电感器L2可连接在主开关SI的集电极与辅助开关S2的集电极之间。二极管Dl连接在第一电感器LI与输出端之间，以根据主开关SI的通断提供用于功率输出的传输路径，而且电容器Cl可与输出端并联连接以稳定输出功率。控制器110可提供切换控制信号Gl和G2，以控制主开关SI和辅助开关S2的接通和断开操作的切换。根据本专利技术实施方式的功率因数校正电路100的主开关SI可切换输入功率并调整该输入功率的电压和电流之间的相位差，从而校正功率因数，而且这里，当主开关Si被接通和断开时，辅助开关S2可形成用于剩余额外功率的传输路径。图2是根据本专利技术实施方式的功率因数校正电路中所使用的主开关及辅助开关的切换控制信号图；参照图1和图2，根据本专利技术实施方式的功率因数校正电路100的辅助开关S2在主开关SI被接通之前可形成用于额外功率的传输路径。即，辅助开关S2可将额外功率旁路到地。为此，控制器110可传输切换控制信号Gl和G2，用于在主开关SI被接通之前使辅助开关S2接通。据此，控制器110可在使主开关SI接通之前接通和断开辅助开关S2，或可在主开关SI接通之前使辅助开关S2接通并在主开关SI接通之后使辅助开关S2断开。另一方面，辅助开关S2可形成用于主开关SI的额外功率的传输路径以减小主开关SI的切换损失，但在这种情况下，会在辅助开关S2中产生切换损失。图3是示出了根据本专利技术实施方式的功率因数校正电路中所使用的辅助开关的切换波形的视图，以及图4是示出了绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的特性的曲线图。根据本专利技术实施方式的功率因数校正电路中所使用的辅助开关可以是晶体管中的IGBT，并且IGBT的切换损失可表示为IGBT接通时的电压Vce与电流I的乘积的积分值。为了使IGBT的切换损失最小化，需要使IGBT接通时的电压Vce与电流I的相交区域最小化。为此，当辅助开关S2接通时，电流I的斜率di/dt可通过第二电感器L2调整为使损失区域最小，而当辅助开关S2断开时，第二电感器L2会使下降时间延长以减小尖峰电压，由此避免了对辅助开关S2的损坏。这里，当辅助开关S2的下降时间被过分延长时，辅助开关S2的切换损失可能增大，因此需要将辅助开关S2的下降时间设定为在特定时间以下的范围内。图5是根据本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种功率因数校正电路，包括：主开关，切换输入功率，以调整所述输入功率的电流与电压之间的相位差；以及辅助开关，在所述主开关接通之前被接通，以形成用于所述主开关的额外功率的传输路径。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：朴珉圭，严基宙，徐范锡，
申请(专利权)人：三星电机株式会社，
类型：发明
国别省市：
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