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CN216056831U - 一种用于单级pfc中的环路带宽自动调整单元 - Google Patents

一种用于单级pfc中的环路带宽自动调整单元 Download PDF

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CN216056831U
CN216056831U CN202122060296.4U CN202122060296U CN216056831U CN 216056831 U CN216056831 U CN 216056831U CN 202122060296 U CN202122060296 U CN 202122060296U CN 216056831 U CN216056831 U CN 216056831U
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China
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CN202122060296.4U
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吴学祥
刘自源
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Shenzhen Xiwei Technology Co ltd
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Shenzhen Xiwei Technology Co ltd
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    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
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Abstract

本实用新型提供一种用于单级PFC中的环路带宽自动调整单元，包括：输入输出的整流与功率转换单元，所述输入输出的整流与功率转换单元的设置有环路带宽自动调整单元，所述输入输出的整流与功率转换单元的一侧设置有单级PFC控制单元，所述单级PFC控制单元的一侧设置有输出误差放大与反馈单元。本实用新型提供的一种用于单级PFC中的环路带宽自动调整单元，利用输入输出的整流与功率转换单元、环路带宽自动调整单元、单级PFC控制单元和输出误差放大与反馈单元可根据负载轻重情况自动调整环路带宽，经济性地解决PFC和单级PFC电路的空载和轻载稳定性问题，降低了待机功耗和提高轻载效率。

Description

一种用于单级PFC中的环路带宽自动调整单元
技术领域
本实用新型涉及交流输入电源领域，尤其涉及一种用于单级PFC中的环路带宽自动调整单元。
背景技术
PFC指的是有效功率与总耗电量之间的关系，也就是有效功率除以总耗电量的比值，基本上功率因数可以衡量电力被有效利用的程度，当功率因数值越大，代表其电力利用率越高
对于LED驱动电源，电脑，显示器等输入功率大于75W的适配器和充电器，一般都需要加PFC功能，用于降低市电输入端的无功功率，提高电网容量的利用率和减小无功功率损耗。
现有的单级PFC相对传统的Boost PFC+DC-DC双级结构具有体积，成本等优势，但劣势也非常明显，主要因为其待机功耗，轻载，空载稳定性，动态性能等性能指标比较差。
因此，有必要提供一种用于单级PFC中的环路带宽自动调整单元解决上述技术问题。
实用新型内容
本实用新型提供一种用于单级PFC中的环路带宽自动调整单元，解决了现有的单级PFC中的环路带宽的待机功耗，轻载，空载稳定性，动态性能等性差的问题。
为解决上述技术问题，本实用新型提供的一种用于单级PFC中的环路带宽自动调整单元，包括：
输入输出的整流与功率转换单元，所述输入输出的整流与功率转换单元的设置有环路带宽自动调整单元，所述输入输出的整流与功率转换单元的一侧设置有单级PFC控制单元，所述单级PFC控制单元的一侧设置有输出误差放大与反馈单元。
优选的，所述的输入输出的整流与功率转换单元，包含DB1，C1，T1A，D1，C3，DB1和C1对输入AC进行整流，T1A将输入电压隔离转换到输出端，D1和C3再将T1输出的交流电压整流成直流输出。
优选的，所述的环路带宽自动调整单元，包含R1，R2，R3，R4，C2， C3，C5和Q1，R1和R3分压采样U1的误差放大器输出FB或COM脚电压，控制Q1的导通和关断，调节环路带宽，所述环路带宽自动调整单元可根据负载轻重自适应地调整环路带宽。
优选的，所述单级PFC控制单元由电流或电压模式的PFC或单级反激 PFC控制器及其外围电路组成，其通过控制开关管Q2的导通时间在实现恒压或恒流输出的同时，还可实现高PF值输入。
优选的，所述输出误差放大与反馈单元分压采样输出电压Vo，再与U3 的内部基准电压做比较放大，将比较放大后的误差信号通过光耦U2送到单级反激PFC控制单元的FB或COM脚，调节输出电压的稳定。
优选的，所述Q2为半导体开关器件，可为三极管，MOS管，氮化镓半导体开关器件，Q1为半导体开关器件，可为三极管，MOS管等半导体开关器件。
优选的，所述单级PFC还包括装置主体，所述装置主体的外表面设置有吸尘装置，所述吸尘装置包括马达，所述马达输出轴的一端通过联轴器固定连接有螺纹杆，所述螺纹杆表面的两侧均螺纹连接有螺纹块，两个所述螺纹块的一侧均固定连接有连接板，所述连接板的一侧设置有吸尘件。
优选的，所述装置主体的底部设置有收集盒，所述装置主体表面的一侧设置有输送装置，所述输送装置包括泵体，所述泵体的输出端设置有进尘管，所述泵体的输入端设置有连接管，所述连接管的一端设置有输送管。
优选的，所述装置主体的表面设置有限位组件，所述限位组件包括限位座，所述限位座的内部设置有滑动件。
优选的，所述装置主体的内部设置有风扇。
与相关技术相比较，本实用新型提供的一种用于单级PFC中的环路带宽自动调整单元具有如下有益效果：
本实用新型提供一种用于单级PFC中的环路带宽自动调整单元，利用输入输出的整流与功率转换单元、环路带宽自动调整单元、单级PFC控制单元和输出误差放大与反馈单元可根据负载轻重情况自动调整环路带宽，经济性地解决PFC和单级PFC电路的空载和轻载稳定性问题，为降低待机功耗和提高轻载效率，PFC和单级PFC电路在空载和轻载时，一般都会工作于间歇式脉冲模式，但因PFC电路带宽低，响应速度慢，该状态下的脉冲群间隔时间会比较长，需要很大的VCC电容才能维持控制器供电的稳定，从而本设计电路可在轻载和空载下自动调整其环路增益和带宽，减小脉冲群的间隔时间，只用较小的VCC电容就可稳定供电，降低设计成本和难度。
附图说明
图1为本实用新型提供的一种用于单级PFC中的环路带宽自动调整单元的第一实施例的结构示意图；
图2为带环路带宽自动调整单元的单级PFC线路图；
图3为2所示的简化版线路图；
图4为本实用新型提供的一种用于单级PFC中的环路带宽自动调整单元的第二实施例的结构示意图；
图5为图4所示的除尘装置的结构示意图；
图6为图4所示的装置整体的等轴测结构示意图；
图7为图4所示的装置整体内部的结构示意图；
图8为图4所示的装置整体的外部结构示意图。
图中标号：1、整流与功率转换单元，2、环路带宽自动调整单元，3、单级PFC控制单元，4、输出误差放大与反馈单元，5、装置主体，6、吸尘装置，61、马达，62、螺纹杆，63、螺纹块，64、连接板，65、吸尘件，7、收集盒， 8、输送装置，81、泵体，82、进尘管，83、连接管，84、输送管，9、限位组件，91、限位座，92、滑动件，10、风扇。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步说明。
第一实施例
请结合参阅图1、图2和图3，其中，图1为本实用新型提供的一种用于单级PFC中的环路带宽自动调整单元的第一实施例的结构示意图；图2为带环路带宽自动调整单元的单级PFC线路图；图3为2所示的简化版线路图。
一种用于单级PFC中的环路带宽自动调整单元，包括：
输入输出的整流与功率转换单元1，所述输入输出的整流与功率转换单元 1的设置有环路带宽自动调整单元2，所述输入输出的整流与功率转换单元1 的一侧设置有单级PFC控制单元3，所述单级PFC控制单元3的一侧设置有输出误差放大与反馈单元4。
所述的输入输出的整流与功率转换单元1，包含DB1，C1，T1A，D1， C3，DB1和C1对输入AC进行整流，T1A将输入电压隔离转换到输出端， D1和C3再将T1输出的交流电压整流成直流输出。
所述的环路带宽自动调整单元2，包含R1，R2，R3，R4，C2，C3，C5 和Q1，R1和R3分压采样U1的误差放大器输出FB或COM脚电压，控制 Q1的导通和关断，调节环路带宽，所述环路带宽自动调整单元2可根据负载轻重自适应地调整环路带宽。
所述单级PFC控制单元2由电流或电压模式的PFC或单级反激PFC控制器及其外围电路组成，其通过控制开关管Q2的导通时间在实现恒压或恒流输出的同时，还可实现高PF值输入。
所述输出误差放大与反馈单元4分压采样输出电压Vo，再与U3的内部基准电压做比较放大，将比较放大后的误差信号通过光耦U2送到单级反激 PFC控制单元的FB或COM脚，调节输出电压的稳定。
所述Q2为半导体开关器件，可为三极管，MOS管，氮化镓半导体开关器件，Q1为半导体开关器件，可为三极管，MOS管等半导体开关器件。
本实用新型提供的一种用于单级PFC中的环路带宽自动调整单元的工作原理如下：
操作时，当采用初级反馈控制方式时，因Naux绕组与输出Ns绕组电压与匝比成正比例关系，其通过Vsns脚和R7，R8分压采集Naux输出电压，即可得到输出电压信号，将输出电压信号再与IC内部参考电压比较放大后，得到的误差信号输出到U1的FB脚或COM脚，通常负载越大，FB脚或COM 脚输出电压越高，反之亦然。
当采用次级反馈控制方式时，输出误差放大与反馈单元(4)可以将输出电压与设定电压值比较再放大，通过光耦U2送出到U1的FB脚或COM脚，负载越大，流过光耦电流越小，FB脚或COM脚输出电压越高，反之亦然。
负载加重时，FB脚或COM脚输出电压Va升高，通过R1和R3分压后的Vb电压也升高，当Vb大于Q1的GS间阀值电压Vth，Q1开始导通，C5 与R2+C2并联的补偿网络开始逐渐接入COM脚，因COM脚为U1误差放大器输出脚，接入的C5与R2+C2并联的补偿网络将会改变整个环路带宽，通常越大的C5和C2将让环路带宽变低，系统响应变慢，PF值变高。
空载或轻载时，调整R1和R3分压比值，让Vb电压低于Q1的导通阀值 Vth，Q1关断，此时U1误差放大输出补偿网络只由较小容值的C4承担，环路带宽将变宽，响应速度变快，Burst脉冲群间隔时间缩短，有利于VCC稳定的供电。
与相关技术相比较，本实用新型提供的一种用于单级PFC中的环路带宽自动调整单元具有如下有益效果：
本实用新型提供一种用于单级PFC中的环路带宽自动调整单元，利用输入输出的整流与功率转换单元1、环路带宽自动调整单元2、单级PFC控制单元3和输出误差放大与反馈单元4可根据负载轻重情况自动调整环路带宽，经济性地解决PFC和单级PFC电路的空载和轻载稳定性问题，为降低待机功耗和提高轻载效率，PFC和单级PFC电路在空载和轻载时，一般都会工作于间歇式脉冲模式，但因PFC电路带宽低，响应速度慢，该状态下的脉冲群间隔时间会比较长，需要很大的VCC电容才能维持控制器供电的稳定，从而本设计电路可在轻载和空载下自动调整其环路增益和带宽，减小脉冲群的间隔时间，只用较小的VCC电容就可稳定供电，降低设计成本和难度。
第二实施例
请结合参阅图4、图5、图6、图7和图8，基于本申请的第一实施例提供的一种用于单级PFC中的环路带宽自动调整单元，本申请的第二实施例提出另一种用于单级PFC中的环路带宽自动调整单元。第二实施例仅仅是第一实施例优选的方式，第二实施例的实施对第一实施例的单独实施不会造成影响。
具体的，本申请的第二实施例提供的一种用于单级PFC中的环路带宽自动调整单元的不同之处在于，一种用于单级PFC中的环路带宽自动调整单元，所述单级PFC还包括装置主体5，所述装置主体5的外表面设置有吸尘装置6，所述吸尘装置6包括马达61，所述马达61输出轴的一端通过联轴器固定连接有螺纹杆62，所述螺纹杆62表面的两侧均螺纹连接有螺纹块63，两个所述螺纹块63的一侧均固定连接有连接板64，所述连接板64的一侧设置有吸尘件65。
马达61固定安装在装置主体5表面的一侧，马达61能带动螺纹杆62进行往复转动的操作，螺纹杆62的底端通过转动轴转动连接有固定板，固定板的一侧与装置主体5表面的一侧固定连接，吸尘件65由多个洗尘头、多个连通管、多个连接件和凹形清扫刷组成。
所述装置主体5的底部设置有收集盒7，所述装置主体5表面的一侧设置有输送装置8，所述输送装置8包括泵体81，所述泵体81的输出端设置有进尘管82，所述泵体81的输入端设置有连接管83，所述连接管83的一端设置有输送管84。
输送管84分别与吸尘件65的一端连接，进尘管82、连接管83和输送管 84均为软管。
所述装置主体5的表面设置有限位组件9，所述限位组件9包括限位座 91，所述限位座91的内部设置有滑动件92。
限位座91固定连接在装置主体5表面的一侧固定连接，限位座91的内部开设有与滑动件92相适配的滑槽。
所述装置主体5的内部设置有风扇10。
在风扇10的表面设置有安装架，安装架固定安装在装置主体5内壁的两侧之间。
本实用新型提供的一种用于单级PFC中的环路带宽自动调整单元的工作原理如下：
工作时，当装置主体5工作时，操作者首先启动装置主体5内部的风扇 10进行转动，当风扇10在装置主体5的内部转动时将装置主体5内部的热量输送至装置主体5的外侧，当装置主体5内部的热量输送至外侧时对表面开设的散热孔上吸附的灰尘进行去除。
当对装置主体5表面散热孔位置的灰尘进行去除时，首先启动马达61带动螺纹杆62进行转动，当螺纹杆62转动时带动表面的两个螺纹块63向下和向上移动，当两个螺纹块63分别向下和向上移动时带动一侧带有吸尘件65 的连接板64向下移动，当带有吸尘件65的连接板64向下移动时带动一侧的滑动件92在限位座91的内部进行移动，当带有吸尘件65的连接板64在限位座91的内部移动时启动泵体81将吸尘件65吸入的灰尘通过输送管84、连接管83和进尘管82输送至收集盒7的内部即可。
与相关技术相比较，本实用新型提供的一种用于单级PFC中的环路带宽自动调整单元具有如下有益效果：
本实用新型提供一种用于单级PFC中的环路带宽自动调整单元，在装置主体5的内部内部设置风扇10有利于对装置主体5内部的设备长时间的工作时产生的热量输送至装置主体5的外侧，并且能将吸附在装置主体5表面开设的散热孔表面的灰尘去除，在装置主体5的表面设置马达61和螺纹杆62 配合两个螺纹块63、连接板64和吸尘件65有利于对散热孔表面的灰尘进行去除，能增加装置主体5的整体散热效果，也可以防止装置主体5表面设置的连接线出现阻挡的情况，在装置主体5表面的一侧限位座91和滑动件配合连接板64使用能方便对连接板64起到限位的作用，能防止螺纹杆62带动螺纹块63转动时带动连接板64进行转动的情况。
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种用于单级PFC中的环路带宽自动调整单元，其特征在于，包括：
输入输出的整流与功率转换单元，所述输入输出的整流与功率转换单元的设置有环路带宽自动调整单元，所述输入输出的整流与功率转换单元的一侧设置有单级PFC控制单元，所述单级PFC控制单元的一侧设置有输出误差放大与反馈单元。
2.根据权利要求1所述的用于单级PFC中的环路带宽自动调整单元，其特征在于，所述的输入输出的整流与功率转换单元，包含DB1，C1，T1A，D1，C3，DB1和C1对输入AC进行整流，T1A将输入电压隔离转换到输出端，D1和C3再将T1输出的交流电压整流成直流输出。
3.根据权利要求1所述的用于单级PFC中的环路带宽自动调整单元，其特征在于，所述的环路带宽自动调整单元，包含R1，R2，R3，R4，C2，C3，C5和Q1，R1和R3分压采样U1的误差放大器输出FB或COM脚电压，控制Q1的导通和关断，调节环路带宽，所述环路带宽自动调整单元可根据负载轻重自适应地调整环路带宽。
4.根据权利要求3所述的用于单级PFC中的环路带宽自动调整单元，其特征在于，所述单级PFC控制单元由电流或电压模式的PFC或单级反激PFC控制器及其外围电路组成，其通过控制开关管Q2的导通时间在实现恒压或恒流输出的同时，还可实现高PF值输入。
5.根据权利要求1所述的用于单级PFC中的环路带宽自动调整单元，其特征在于，所述输出误差放大与反馈单元分压采样输出电压Vo，再与U3的内部基准电压做比较放大，将比较放大后的误差信号通过光耦U2送到单级反激PFC控制单元的FB或COM脚，调节输出电压的稳定。
6.根据权利要求4所述的用于单级PFC中的环路带宽自动调整单元，其特征在于，所述Q2为半导体开关器件，可为三极管，MOS管，氮化镓半导体开关器件，Q1为半导体开关器件，可为三极管，MOS管等半导体开关器件。
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