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CN105896957A - 一种高效率单相有源功率因数校正电路 - Google Patents

一种高效率单相有源功率因数校正电路 Download PDF

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CN105896957A
CN105896957A CN201610416938.0A CN201610416938A CN105896957A CN 105896957 A CN105896957 A CN 105896957A CN 201610416938 A CN201610416938 A CN 201610416938A CN 105896957 A CN105896957 A CN 105896957A
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CN
China
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circuit
semiconductor
oxide
metal
booster circuit
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CN201610416938.0A
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English (en)
Inventor
陈亚东
方山林
吴鹏飞
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ECU ELECTRONICS INDUSTRIAL Co Ltd
Original Assignee
ECU ELECTRONICS INDUSTRIAL Co Ltd
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Publication date
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/42—Circuits or arrangements for compensating for or adjusting power factor in converters or inverters
    • H02M1/4208—Arrangements for improving power factor of AC input
    • H02M1/4225—Arrangements for improving power factor of AC input using a non-isolated boost converter
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
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    • Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes

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  • Power Engineering (AREA)
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Abstract

本发明涉及一种高效率单相有源功率因数校正电路，包括升压电路、反馈电路、控制电路、驱动电路、二极管D1和滤波电容C1，所述升压电路的直流输入端正极与二极管D1的阳极相连，二极管D1的阴极与升压电路的直流输出端正极相连，所述滤波电容C1的两端分别与升压电路输出端的正、负极相连，所述升压电路的输出端与反馈电路的输入端相连，反馈电路的输出端与控制电路的输入端相连，控制电路的输出端经驱动电路与升压电路的控制端相连。本发明使用的元器件较少，结构简单，且采用MOS管元器件，与晶体三极管和二极管这种元器件相比，大大降低了损耗，同时也降低了发生故障的概率，提高系统的可靠性。

Description

一种高效率单相有源功率因数校正电路
技术领域
本发明涉及功率校正技术领域，具体涉及一种高效率单相有源功率因数校正电路。
背景技术
目前，对于桥式整流器的开关电源，输入电网电流是上升和下降很陡的窄脉冲，这些电流脉冲的有效值很高，消耗功率并且产生更多的RFI/EMI问题，因此需要功率因数校正，尤其是在电源功率大于1000W时，可以保持高效、可靠、电压稳定等。
通常，采用脉宽调制的Boost变换器来实现功率因数校正，这样当有大电流脉冲时，电感容易饱和，容易损坏其它器件、增加损耗，附加元器件也会增加损耗，可靠性较低，并且功率通常小于200W。
在如今的控制器电路中，对电容元件的使用已是不可或缺的一部分，因此电容的动作过程也会对电路的整体性能产生影响，特别是对于较大电容的使用，如果仅采用被动放电，受限于控制器内部空间及放电电阻功率限制，放电时间较长，存在高压泄露风险。因此，要避免上述风险的发生，必须设置电容快速主动放电电路，一旦出现紧急情况，可以在短时间内对电容进行放电。然而，迄今没有关于电动汽车用电机控制器电容主动放电电路的公开报导。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电路结构简单、高效率、可靠性高的高效率单相有源功率因数校正电路。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种高效率单相有源功率因数校正电路，包括升压电路、反馈电路、控制电路、驱动电路、二极管D1和滤波电容C1，所述升压电路的直流输入端正极与二极管D1的阳极相连，二极管D1的阴极与升压电路的直流输出端正极相连，所述滤波电容C1的两端分别与升压电路输出端的正、负极相连，所述升压电路的输出端与反馈电路的输入端相连，反馈电路的输出端与控制电路的输入端相连，控制电路的输出端经驱动电路与升压电路的控制端相连。
所述升压电路由电感L1、MOS管Q1和MOS管Q2组成，所述电感L1的一端为升压电路的直流输入端正极，电感L1的另一端与MOS管Q1的源极相连，MOS管Q1的漏极为升压电路的直流输出端正极，MOS管Q2的漏极与MOS管Q1的源极相连，MOS管Q2的源极为升压电路的直流输出端负极，所述MOS管Q1和MOS管Q2的栅极分别与驱动电路的输出端相连。
所述的控制电路采用APFC控制芯片。
由上述技术方案可知，本发明所述的单相有源功率因数校正电路使用的元器件较少，结构简单，且采用MOS管元器件，与晶体三极管和二极管这种元器件相比，大大降低了损耗，同时也降低了发生故障的概率，提高系统的可靠性。
附图说明
图1是本发明的电路图。
具体实施方式
如图1所示，本实施例的高效率单相有源功率因数校正电路，包括升压电路1、反馈电路2、控制电路3、驱动电路4、二极管D1和滤波电容C1，升压电路1的直流输入端正极与二极管D1的阳极相连，二极管D1的阴极与升压电路1的直流输出端正极相连，滤波电容C1的两端分别与升压电路1输出端的正、负极相连，升压电路1的输出端与反馈电路2的输入端相连，反馈电路2的输出端与控制电路3的输入端相连，控制电路3的输出端经驱动电路4与升压电路1的控制端相连。
该升压电路1由电感L1、MOS管Q1和MOS管Q2组成，电感L1的一端为升压电路1的直流输入端正极，电感L1的另一端与MOS管Q1的源极相连，MOS管Q1的漏极为升压电路1的直流输出端正极，MOS管Q2的漏极与MOS管Q1的源极相连，MOS管Q2的源极为升压电路1的直流输出端负极，MOS管Q1和MOS管Q2的栅极分别与驱动电路4的输出端相连。所述升压电路直流输入端电压范围为：265～350V。
本发明采用DC/DC升压电路达到升压的目的，控制电路3采用APFC控制芯片。APFC控制芯片控制MOS管Q1和MOS管Q2的通断，从而使输入电流（及电感电流）与整流输入电压波形基本相同，减小谐波干扰，提高功率因数。驱动电路4的输入信号是由APFC控制芯片电流放大器的输出信号和电压误差放大器的输出信号经脉冲宽度比较器调制而成。
驱动电路4的输入信号是由控制电路3中的电流放大器的输出信号和电压误差放大器的输出信号经脉冲宽度比较器调制而成。在直流输入瞬间会给升压电路1后面的滤波电容C1充电，此时会产生很大的电流，特别是大功率电源，如果大电流直接流过升压电路1中的电感L1，电感L1会因饱和直通，这样会对MOS管Q1进行冲击，进而损坏MOS管。而本发明中增加的二极管D1，开机瞬间大电流会通过二极管D1给电容C1充电，当充电完成时，二极管D1阴极的电压会高于阳极的，因此截止，电路正常稳定工作。这样可以避免大电流直接流过升压电路中的电感L1，使电感L1避免因饱和导致直通而对MOS管Q1进行冲击，电路中MOS管Q2和MOS管Q1的使用，大大降低了损耗，尤其大功率开关电源。
本发明所述的单相有源功率因数校正电路，电路结构简单、元器件较少，电源响应加快，其功率因数可达0.99，降低了电路发生故障的概率，不仅提高了电路的工作效率，同时也提高了电路的稳定性、可靠性和安全性。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (3)

1.一种高效率单相有源功率因数校正电路，其特征在于：包括升压电路（1）、反馈电路（2）、控制电路（3）、驱动电路（4）、二极管D1和滤波电容C1，所述升压电路（1）的直流输入端正极与二极管D1的阳极相连，二极管D1的阴极与升压电路（1）的直流输出端正极相连，所述滤波电容C1的两端分别与升压电路（1）输出端的正、负极相连，所述升压电路（1）的输出端与反馈电路（2）的输入端相连，反馈电路（2）的输出端与控制电路（3）的输入端相连，控制电路（3）的输出端经驱动电路（4）与升压电路（1）的控制端相连。
2.根据权利要求1所述的高效率单相有源功率因数校正电路，其特征在于：所述升压电路（1）由电感L1、MOS管Q1和MOS管Q2组成，所述电感L1的一端为升压电路（1）的直流输入端正极，电感L1的另一端与MOS管Q1的源极相连，MOS管Q1的漏极为升压电路（1）的直流输出端正极，MOS管Q2的漏极与MOS管Q1的源极相连，MOS管Q2的源极为升压电路（1）的直流输出端负极，所述MOS管Q1和MOS管Q2的栅极分别与驱动电路（4）的输出端相连。
3.根据权利要求1所述的高效率单相有源功率因数校正电路，其特征在于：所述控制电路（3）采用APFC控制芯片。
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RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

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