CN101325366A - 一种具有保护电路的有源功率因素校正电路 - Google Patents

一种具有保护电路的有源功率因素校正电路 Download PDF

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CN101325366A CNA2007101110780A CN200710111078A CN101325366A CN 101325366 A CN101325366 A CN 101325366A CN A2007101110780 A CNA2007101110780 A CN A2007101110780A CN 200710111078 A CN200710111078 A CN 200710111078A CN 101325366 A CN101325366 A CN 101325366A
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张智春
程永甫
林凡卿
刘俊杰
楚毅
姚启媛
马德新
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Abstract

本发明公开一种具有保护电路的有源功率因素校正电路，至少包括可控开关，以及实时控制该可控开关导通和截止的功率因素控制芯片，还包括电压检测电路，用于从整流后的直流母线电压或控制电压获得电压取样值，并将该电压取样值输出到所述功率因素控制芯片；所述功率因素控制芯片中设置有对应于直流母线电压或控制电压正常范围上限值的电压取样上限值，当通过所述电压检测电路获得的电压取样值高于所述电压取样上限值时，则判断所述直流母线电压或控制电压过高，所述功率因素控制芯片停止控制所述可控开关导通。本发明的优选实施方式进一步提供了具有其他类型保护电路的有源功率因素校正电路。本发明提供的电路可以使电路器件获得更长的使用寿命。

Description

一种具有保护电路的有源功率因素校正电路
技术领域
本发明涉及电源技术，具体地说涉及一种具有保护电路的有源功率因素校正电路。
背景技术
在电网中，各种负载尤其是非线性负载对电网供电质量存在重大影响。例如，许多用电器的电源需要将电网的交流电转换为直流电，在整流过程中产生的脉动电流包含有大量电流谐波分量。这些电流谐波分量倒流入电网，会造成对电网的谐波“污染”，当电流流过线路阻抗时造成谐波电压降，使正弦波电网电压发生畸变。此外，产生的谐波还造成电网电流的功率因素下降，增加配电***导线与变压器的损耗；以及增大中线谐波电流，以致对电网上其它用电装置造成电磁干扰。同时功率因素降低也影响整个电源***的负载能力和可靠性。
随着变频调速技术的不断广泛应用，该技术对电网功率因素产生的负面影响日益显著。这是由于，变频调速中需要对电源进行交-直-交的变换，上述过程会产生各种电流谐波，如果不采取措施，将严重降低电网功率因素，进而使电网的实际供电能力降低；同时，还会产生电磁干扰，影响其它用电设备。
为了应对上述情况，目前，我国对家电产品强制执行″CCC认证″(CCC认证即″中国强制认证″，其英文名称为″China Compulsory Certification″)标准，要达到这一标准的要求，各种家用变频设备必须进行功率因素校正。
将产品化的电流谐波抑制和功率因素校装置应用于变频空调等家用变频设备中，可以实现功率因素校正，并使各次谐波电流含量均满足″CCC认证″的EMC(电磁兼容)标准。所述EMC标准包括EMI(电磁干扰)标准及EMS(电磁耐受性)标准两部份。所谓电磁干扰，是指机器本身在执行应有功能的过程中所产生不利于其它***的电磁噪声；所谓电磁耐受性，是指机器在执行功能的过程中不受周围电磁环境影响的能力。
通过近年来的研究，已有多种用于提高变频空调功率因素和减小电流谐波分量的装置，包括无源功率因素校正电路和有源功率因素校正电路。其中，有源功率因素校正电路又包括全程有源功率因素校正电路和部分有源功率因素校正电路。
图1示出现有技术下的一种全程有源功率因素校正电路，这种电路在整流器和负载之间接入一个DC/DC开关变换器。该DC/DC开关变换器包括一个用作可控开关的大功率开关晶体管，在该实施例中具体为绝缘栅双极型晶体管，即IGBT。该电路应用电流反馈技术，通过专用功率因素控制芯片(以下简称PFC控制芯片)控制该可控开关IGBT的实时导通，进行DC/DC开关变换，使输入端电流Ii波形在整个电周期内跟踪交流输入正弦电压波形。这种有源功率因素校正电路可使Ii接近正弦，从而使输入端总谐波畸变量(THD)小于5％，功率因素可提高到0.99甚至更高。
除了上述全程有源功率因素较正电路外，还存在部分有源功率因素校正电路。
不同的有源功率因素校正电路都需要采用一些功率开关器件，包括该例中所示的IGBT和大功率二极管等，这些器件是针对正常工作条件进行参数选择的，当整流电路处于异常电压等情况时，这些器件将处于不适合的工作条件，时间过长后，会严重缩短器件的使用寿命。
目前的有源功率因素校正电路中，对于直流过压等情况已经采用了一些保护措施，但是，这些保护措施不能完全保证功率因素校正电路工作在正常工作条件下。
发明内容
针对上述缺陷，本发明解决的技术问题在于，提供一种具有保护电路的有源功率因素校正电路，该电路能够检测当前电路工作条件是否正常，当工作条件异常时，则停止有源功率因素校正电路的工作，从而实现对有源功率因素校正电路的保护。
本发明提供的一种具有保护电路的有源功率因素校正电路，至少包括可控开关，以及实时控制该可控开关导通和截止的功率因素控制芯片，还包括电压检测电路，用于从整流后的直流母线电压或控制电压获得一电压取样值，并将该电压取样值输出到所述功率因素控制芯片；所述功率因素控制芯片中设置有对应于直流母线电压或控制电压正常范围上限值的电压取样上限值，当通过所述电压检测电路获得的电压取样值高于所述电压取样上限值时，则判断所述直流母线电压或控制电压过高，所述功率因素控制芯片停止控制所述有源功率因素校正电路的可控开关导通。
优选地，所述功率因素控制芯片中设置有对应于直流母线电压或控制电压正常范围下限值的电压取样下限值，当通过所述电压检测电路获得的电压取样值低于所述母线电压取样下限值或控制电压取样下限值时，则判断所述直流母线电压或控制电压过低，所述功率因素控制芯片停止控制所述有源功率因素校正电路的可控开关导通。
优选地，所述电压检测电路包括串联在直流母线正极和电源地或者串联在控制电源正极和电源地之间的第一取样电阻和第二取样电阻，所述第一取样电阻和第二取样电阻的公共端通过限流电阻连接所述功率因素控制芯片上相应的电压检测输入端。
优选地，所述电压检测电路包括箝位电路，所述箝位电路包括反向串联在信号电源正极和电源地之间的第一箝位二极管、第二箝位二极管；其中，所述第一箝位二极管的阴极连接所述信号电源正极，其阳极连接所述第二箝位二极管的阴极；所述第二箝位二极管的阳极连接电源地；所述第一箝位二极管的阳极和所述第二箝位二极管的阴极公共端即为所述第一取样电阻和所述第二取样电阻的公共端。
优选地，所述检测电路包括连接在所述功率因素控制芯片的电压检测输入端和电源地之间的滤波电容。
优选地，还具有温度保护电路，该电路用于检测该有源功率因素校正电路中功率元件的温度，当温度过高时，则所述功率因素控制芯片停止控制所述有源功率因素校正电路的可控开关导通。
优选地，所述温度保护电路采用安装在散热片上的热敏电阻作为温度检测元件；该热敏电阻与一取样电阻串联在信号电源正极和电源地之间，两者的公共端通过一限流电阻连接所述功率因素控制芯片的温度检测端。
优选地，所述热敏电阻和取样电阻串联在信号电源正极和电源地之间的具体连接方式是，所述热敏电阻一端通过一隔离电感连接所述信号电源，所述取样电阻连接在热敏电阻另一端和电源地之间。
优选地，所述热敏电阻两端并联用于滤波的可变电容。
优选地，在所述功率因素控制芯片的温度检测端和电源地之间连接滤波电容。
本发明基本技术方案提供的有源功率因素校正电路的保护电路，通过检测整流器输出端的直流母线电压，提供了电压过高检测的功能，这一功能能够确保功率开关器件不会工作在母线电压过高的条件下，使其不会因为工作电压过高而损坏。同时，本发明的优选实施例提供了直流母线电压过低的检测，使母线电压过低时，所述功率开关器件停止工作，避免其由于工作条件异常而使功率开关器件老化。
另外，本发明的进一步优选实施例中，还提供了对PFC控制芯片的控制电压的检测，不论控制电压过高或者过低，都会产生保护，停止PFC芯片的工作，从而避免PFC控制芯片在非正常控制电压条件下工作，造成芯片工作异常以及损坏。
在本发明的进一步的优选实施例中，设置散热片温度检测电路，该电路能够检测散热器温度是否偏高，当出现这种情况时，PFC控制芯片可以停止工作，从而避免PFC电路中的功率元件由于温度过热而爆裂。
附图说明
图1是现有技术一种全程有源功率因素校正电路；
图2是本发明的第一实施例提供的直流母线电压检测电路的电路原理图；
图3是本发明的第一实施例提供的控制电压检测电路的电路原理图；
图4是本发明第一实施例采用的温度检测电路的电路原理图；
图5是本发明第一实施例的控制动作时序图。
具体实施方式
请参看图1，该图为一种具有有源功率因素校正的电源电路图。这是本发明提供的保护电路的一个具体应用场合，但是，本发明提供的各种保护电路也完全适用于其它场合的具有有源功率因素校正的电源电路。
如图1所示，该电路中，桥式整流电路ZT的交流输入端连接市电Vi，其直流输出端的正负极之间并联滤波电容C1，在整流电源ZT的输出端负极上串联有电流取样电阻SH1，该取样电阻SH1的阻值很小，其远离整流电源ZT的一端连接逆变电路IPM的负向输入端，并作为电源地。所述整流电路ZT的直流输出端正极连接电感L1一端，该电感L1的另一端连接二极管FRD阳极。二极管FRD的阴极连接逆变电路IPM的输入端正极。所述二极管FRD的阳极和电源地之间连接可控开关IGBT，该实施例中，可控开关采用绝缘栅双极型晶体管(IGBT)。在所述二极管FRD的阴极和电源地之间，连接有储能电容C2。同时，在所述二极管FRD的阴极和电源地之间，还连接有作为平波电容的可变电容E1。
该电路中，还具有功率因素控制单元，该实施例中具体为一PFC控制芯片IC。该芯片为具有编程功能的专用芯片，其输出端3连接所述可控开关IGBT的控制端，当该输出端输出高电平时，所述可控开关IGBT导通；当其输出低电平时，所述可控开关IGBT关断。该芯片IC还具有取样电流输入端1和取样电流输入端2，两个端子分别连接电流取样电阻SH1的两端，以获得电流取样电阻SH1两端的电压差，从而获得整流电路的电流波形。同样，该芯片IC还具有取样电压输入端4，该端子通过电阻R1连接到所述二极管FRD的阴极，用于获得该电路输出到逆变电路的电压值。此外，PFC输出芯片IC的输出端6、输出端7分别连接一外接发光二极管LED的阳极、阴极，该发光二极管LED用于显示芯片IC的输出端3的状态，当输出端3为高电平时，输出端6、输出端7的输出电压使该二极管LED正向导通发光，当输出端3为低电平时，输出端6、输出端7的输出电压使该二极管LED截至，不发光；另外，该芯片IC的端子8连接电源地。另一端子9为该芯片的电源输入端，端子9和端子8之间连接直流电源Vd，该直流电源Vd为芯片IC的工作电源。实际上，该直流电源Vd可以采用多种方式获得，在本实施例中，该直流电源Vd为一个从市电经过一个专用的开关电源，获得的+15V的直流电源。该电路图中仅仅示意出该电源，但是并不表示该电源的具体实现方式。
所述PFC控制芯片IC还具有直流母线电压检测端子11、控制电压检测端子12和温度保护检测端子13，上述端子的作用见如下介绍。
以上电路首先交流市电转化为直流母线电压Vdc，并且进一步经过图中所示的逆变电路IPM进行电流逆变，实现调频调压。目前，在变频空调等场合广泛使用这一类电源，当然，具体应用场合中，可能采用与上述不同的具体电路以及控制方式，但是，其基本的结构都包括如图1所示的绝缘栅双极型晶体管IGBT和大功率二极管FRD，以及储能电容C2；此外，还包括控制所述绝缘栅双极型晶体管IGBT导通和截止的PFC控制芯片IC。在实际使用中，上述器件如果不在正常的电压条件和温度条件下使用，会产生加速老化或者无法正常工作等故障。
请参看图2，该图为本发明的第一实施例提供的直流母线电压检测电路的电路原理图。该电路用于从直流母线电压获得一个母线电压取样值，并将该母线电压取样值输出到所述PFC控制芯片IC中。在所述PFC控制芯片IC中，根据所述直流母线电压的上限值和下限值，分别确定对应的母线电压取样上限值和下限值，并由PFC控制芯片IC根据该电压值进行判断；如果母线电压取样值高于预定的母线电压取样上限值，则表明母线电压过高；如果母线电压取样值低于预定的母线电压取样下限值，则表明母线电压过低，在上述两种情况下，PFC控制芯片IC都会停止工作。以下结合图2说明该直流母线电压检测电路的原理。
该直流母线电压检测电路中包括取样电路、箝位电路、和滤波电容。
所述取样电路包括串联在直流母线正极和直流母线负极(在该电路中直流母线负极同时为电源地)之间的两个取样电阻，包括第七电阻R7、第九电阻R9，所述第七电阻R7和第九电阻R9的公共端通过第八电阻R8连接所述PFC控制芯片IC的母线电压检测输入端，上述电路组成该直流母线电压检测电路的取样电路。该电路将直流母线电压串联分压，将降落在所述第九电阻R9和电源地上的电压作为取样电压输出到母线电压检测端；同时，通过所述第八电阻R8，对该电压进行限流。其中获得的取样电压，通过适当选取第七电阻R7和第九电阻R9的电阻值，使该电压大致在0-5V之内，以满足所述PFC控制芯片IC的信号输入端的电压要求。
所述箝位电路包括反向串联在+5V直流电源之间的第二二极管D2、第三二极管D3，所述+5V直流电源为输入到所述PFC控制芯片IC的信号电源正极；其中，所述第二二极管D2的阴极连接+5V电源，其阳极连接所述第三二极管D3的阴极；所述第三二极管D3的阳极连接电源地。所述第二二极管D2的阳极和所述第三二极管D3的阴极的公共端即为所述第七电阻R7和第九电阻R9的公共端。该箝位电路的作用在于防止输入到所述PFC控制芯片IC的电压过低或者过高，超过所述PFC控制芯片IC的检测端子可接收的电压范围。当电压过高时，例如达到5.7V时，所述第二二极管导通，使所述输入到PFC控制芯片的母线电压检测端的输入限制在低于该电压；当电压过低，甚至成为负电压时，达到-0.7V以下时，所述第三二极管导通，使所述母线电压检测端的输入电压限制在高于该电压。
该母线电压检测电路还包括滤波电容，即图中的第三电容C3，该电容连接在所述PFC控制芯片IC的母线电压检测输入端和电源地之间，用于过滤可能流入PFC控制芯片IC的交流成分。
由于具有上述电路，所述PFC控制芯片IC的母线电压检测端随时可以获得直流母线电压的取样值，当该取样值高于一预先设定的上限电压时，表明所述直流母线电压过高，所述PFC控制芯片IC随即停止工作，所述可控开关IGBT的控制端始终为一个低电平，使该可控开关处于始终关断的状态，这样，该可控开关IGBT不会因为电压过高或者过低而受到损坏。
除了上述母线电压检测电路，本实施例中，该有源功率因素校正电路还具有检测PFC控制芯片IC的供电电压的控制电压检测电路，该控制电压检测电路的作用是检测向所述PFC控制芯片IC提供的电源电压的电压值。该电源电压称为控制电压。该控制电压在本实施例中为一个15V左右的直流电压，在图1中，以一个电池符号代表该直流电源，但实际上，该控制电压可以通过多种直流电压源获得，例如，通过一个开关电源获得。
请参看图3，该图为本实施例提供的控制电压检测电路的电路原理图。该电路从所述控制电压上获得一个控制电压取样值，并将该取样值输出到所述PFC控制芯片IC的控制电压检测端12，由PFC控制芯片IC根据该取样电压值进行判断，如果该取样电压值表明所述控制电压低于预定的下限值，则表明控制电压过低；如果取样电压值高于预定的上限值，则表明控制电压过高，在上述两种情况下，PFC控制芯片IC都会停止工作，以避免由于控制电压异常引起的功率因素校正控制异常。
该控制电压检测电路中与所述母线电压检测电路的电路结构相同，仅仅其取样的电压不同，输入到所述PFC控制芯片IC的端子不同。具体的元件参数，也应当根据取样电压进行相应的改变。
该控制电压检测电路包括取样电路、箝位电路、和滤波电容。
所述取样电路包括串联在控制电源正极和控制电压电源地(该电路中所有的电源采用同一个电源地)之间的第十电阻R10、第十二电阻R12，所述第十电阻R10和第十二电阻R12的公共端通过第十一电阻R11连接所述PFC控制芯片IC的控制电压检测端，上述电路组成该控制电压检测电路的取样电路。该电路将直流母线电压串联分压，将降落在所述第十二电阻R12和电源地上的电压作为取样电压输出到控制电压检测端；同时，通过所述第十一电阻R11，对该电压进行限流。其中获得的取样电压，通过适当选取第十电阻R10和第十二电阻R12的电阻值，使该电压大致在0-5V之内，以满足所述PFC控制芯片IC的要求。
所述箝位电路包括反向串联在+5V直流电源正负极之间的第四二极管D4、第五二极管D5；其中，所述第四二极管D4的阴极连接+5V电源，其阳极连接所述第五二极管D5的阴极；所述第五二极管D5的阳极连接电源地。所述第四二极管D4的阳极和所述第五二极管D5的阴极的公共端即为所述第十电阻R10和第十二电阻R12的公共端。该箝位电路的作用在于防止输入到所述PFC控制芯片IC的电压过低或者过高，超过所述PFC控制芯片IC的检测端子可接收的电压范围。当电压过高时，例如达到5.7V时，所述第四二极管D4导通，使所述输入到PFC控制芯片的母线电压检测端的输入限制在低于该电压；当电压过低，甚至成为负电压时，达到-0.7V以下时，所述第五二极管D5导通，使所述控制电压检测端的输入电压限制在高于该电压。
该控制电压检测电路还包括滤波电容，即图中的第四电容C4，该电容连接在所述PFC控制芯片IC的控制电压检测输入端和电源地之间，用于过滤可能流入PFC控制芯片IC的交流成分。
除了上述保护电路之外，由于在带有功率因素校正的电源电路中，具有若干功率器件，以图1所示的电路为例，包括可控开关IGBT、二极管FRD、整流桥ZT等，这些功率器件都安装在散热片上。这些功率器件在工作中会产生比较多的热量，使温度升高，如果这些器件长期处于过热状态，会使器件造成损伤，严重的会发生***。为此，本实施例中，增加了温度保护电路，该电路通过检测散热片的温度，估计所述可控开关IGBT、二极管FRD、整流桥ZT的温度值，并在温度过高的情况下，使所述功率因素校正电路停止工作，避免温度继续上升，造成器件损坏。当温度返回一个预定的数值时，再使所述功率因素校正电路恢复工作。
图4示出本实施例采用的温度检测电路的电路原理图，该电路采用热敏电阻作为温度传感器，检测获得的温度检测电压提供到PFC控制芯片的温度检测端，供其进行判断。
如图4所示，该温度检测电路采用一个安装在散热片上的温度传感器进行温度检测，该温度传感器具体是采用热敏电阻CN2，该热敏电阻CN2可以采用正温度系数热敏电阻，即电阻阻值随着温度上升而升高；也可以采用负温度系数热敏电阻，即电阻阻值随着温度上升而下降；因此，通过检测该热敏电阻的阻值变化，就可以获知相应散热片的温度情况。在本实施例中，使用正温度系数热敏电阻。
如图4所示，所述温度检测电路包括温度取样电路，该电路包括串联在信号电源+5V和电源地之间的热敏电阻CN2和第六电阻R6，其中，热敏电阻CN2的一端通过隔离电感L1连接所述+5V电源；所述第六电阻R6的一端连接电源地；所述热敏电阻CN2和第六电阻R6相连接的公共端通过起限流作用的第五电阻R5，连接所述PFC控制芯片IC的温度检测端13。此外，为了过滤所述+5V电源可能引入的杂波对热敏电阻CN2的影响，在热敏电阻CN2两端并联第二可变电容E2。为了避免外界交流电杂波流入所述PFC控制芯片IC的温度保护检测端子13，在该温度保护检测端子13和电源地之间连接第五电容C5，以便过滤可能窜入的交流成分。
上述温度检测电路输出的温度取样电压，输入到所述PFC控制芯片IC的温度检测输入端13以后，由所述PFC控制芯片IC根据该采样电压判断大功率开关器件的温度是否超出了正常值，当该采样电压高于一温度取样电压上限值时，则停止所述PFC控制芯片IC的控制，直到所述采样电压低于温度取样电压上限值后，则重新恢复所述PFC控制芯片IC的工作。
以上三种检测电路，都需要设置用于相应的工作条件判断的预定值，然后，根据所测量的电压的范围，对PFC控制芯片IC的工作进行控制，当工作条件不符合要求时，则停止所述PFC控制芯片IC的工作，待条件恢复后，则恢复PFC控制芯片IC的工作。应当说明，所述的用于工作条件判断的预定值，实际上都采用具有回程间隔的两个值，以免由于测量值波动而产生工作状态反复变化，具体情况见后叙内容。
图5示出使用上述三个检测电路获得的采样电压进行PFC控制电路保护的控制动作时序图。该时序图用于说明具体的根据检测值和所设定的各种阀值进行控制的过程。
首先根据该图说明直流母线电压过高保护的控制过程。图5示出，在该有源功率因素校正电路正常工作时，直流母线电压Vdc的正常值设定为不能高于母线电压上限值380V，对应所述380V的直流母线电压取样值为1.94V，该值为直流母线电压取样第一上限值；通过所述直流母线电压检测电路输出到所述PFC控制芯片IC的直流母线电压取样值高于该直流母线电压取样第一上限值1.94V时，如图5所示，所述PFC控制芯片IC停止输出，即停止向所述可控开关IGBT输出高电平控制信号，即对应图5中表示可控开关IGBT的工作状态曲线中始终处于低电平的区间。当所述PFC控制芯片IC停止输出后，所述直流母线电压检测电路继续检测直流母线电压取样值，当所述直流母线电压取样值低于一预定的直流母线电压取样第二上限值1.81V时，说明直流母线电压已经低于355V，则所述PFC控制芯片IC开始向所述可控开关IGBT正常输出控制信号。图5的控制动作时序图可以看出，前述直流母线电压上限值实际包括所述母线电压取样第一上限值和母线电压取样第二上限值，这可以使所述母线电压过高保护对应一定的回程区间，避免母线电压在380V附近抖动时，出现刚刚进入母线电压过高保护的范围，又很快结束保护，造成工作状态不稳定。
同样参照图5，说明直流母线电压过低保护的控制过程。图5示出，在该有源功率因素校正电路正常工作时，直流母线电压Vdc的正常值设定为不能低于直流母线电压下限值190V，对应所述190V的直流母线电压取样值为0.97V，该值为直流母线电压取样第一下限值；通过所述直流母线电压检测电路输出到所述PFC控制芯片IC的母线电压取样值低于该直流母线电压取样第一下限值1.94V时，如图5所示，所述PFC控制芯片IC停制输出，即停止向所述可控开关IGBT输出高电平控制信号，即对应图5中表示可控开关IGBT的工作状态曲线中始终处于低电平的区间。当所述PFC控制芯片IC停止工作后，所述直流母线电压检测电路继续检测母线电压取样值，当所述母线电压取样值高于一预定的母线电压取样第二下限值1.07V时，说明母线电压高于210V，则所述PFC控制芯片IC开始向所述可控开关IGBT正常输出控制信号。规定所述母线电压取样第一下限值和母线电压取样第二下限值的原因与所述母线电压过高保护相同。
同样参照图5，说明控制电压过低保护的控制过程。图5示出，在该有源功率因素校正电路正常工作时，控制电压Vd的正常值设定为不能低于控制电压下限值10V，对应所述10V的控制电压取样值为2.07V，该值为控制电压取样第一下限值；通过所述控制电压检测电路输出到所述PFC控制芯片IC的控制电压取样值低于该控制电压取样第一下限值2.07V时，如图5所示，所述PFC控制芯片IC关断，即停止向所述可控开关IGBT输出高电平控制信号，即对应图5中表示可控开关IGBT的工作状态曲线中始终处于低电平的区间。当所述PFC控制芯片IC关断后，所述控制电压检测电路继续检测控制电压取样值，当所述控制电压取样值高于一预定的控制电压取样第二下限值2.49V时，说明控制电压高于12V，则所述PFC控制芯片IC开始向所述可控开关IGBT正常输出控制信号。规定所述控制电压取样第一下限值和控制电压取样第二下限值的原因与所述母线电压过高保护相同。
图5同时还示出温度检测电路的控制过程。其温度取样电压第一上限值为4.5V，温度取样电压第二上限值为4.4V。其具体的控制过程不再详述。
图5中还示出发光二极管LED的受控工作过程，可以看出，当所述可控开关IGBT停止工作时，所述发光二极管熄灭，当所述可控开关IGBT正常工作时，该发光二极管LED发光。
通过上述保护电路，使该PFC控制电路能够在各种不正常的工作条件下停止工作，避免造成由于PFC控制异常而产生的电源工作异常以及器件损坏或者降低使用寿命等不利后果。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1、一种具有保护电路的有源功率因素校正电路，至少包括可控开关，以及实时控制该可控开关导通和截止的功率因素控制芯片，其特征在于，还包括电压检测电路，用于从整流后的直流母线电压或控制电压获得一电压取样值，并将该电压取样值输出到所述功率因素控制芯片；所述功率因素控制芯片中设置有对应于直流母线电压或控制电压正常范围上限值的电压取样上限值，当通过所述电压检测电路获得的电压取样值高于所述电压取样上限值时，则判断所述直流母线电压或控制电压过高，所述功率因素控制芯片停止控制所述有源功率因素校正电路的可控开关导通。
2、根据权利要求1所述的具有保护电路的有源功率因素校正电路，其特征在于，所述功率因素控制芯片中设置有对应于直流母线电压或控制电压正常范围下限值的电压取样下限值，当通过所述电压检测电路获得的电压取样值低于所述母线电压取样下限值或控制电压取样下限值时，则判断所述直流母线电压或控制电压过低，所述功率因素控制芯片停止控制所述有源功率因素校正电路的可控开关导通。
3、根据权利要求1或2所述的具有保护电路的有源功率因素校正电路，其特征在于，所述电压检测电路包括串联在直流母线正极和电源地或者串联在控制电源正极和电源地之间的第一取样电阻和第二取样电阻，所述第一取样电阻和第二取样电阻的公共端通过限流电阻连接所述功率因素控制芯片上相应的电压检测输入端。
4、根据权利要求3所述的具有保护电路的有源功率因素校正电路，其特征在于，所述电压检测电路包括箝位电路，所述箝位电路包括反向串联在信号电源正极和电源地之间的第一箝位二极管、第二箝位二极管；其中，所述第一箝位二极管的阴极连接所述信号电源正极，其阳极连接所述第二箝位二极管的阴极；所述第二箝位二极管的阳极连接电源地；所述第一箝位二极管的阳极和所述第二箝位二极管的阴极公共端即为所述第一取样电阻和所述第二取样电阻的公共端。
5、根据权利要求4所述的具有保护电路的有源功率因素校正电路，其特征在于，所述检测电路包括连接在所述功率因素控制芯片的电压检测输入端和电源地之间的滤波电容。
6、根据权利要求1或者2所述的具有保护电路的有源功率因素校正电路，其特征在于，还具有温度保护电路，该电路用于检测该有源功率因素校正电路中功率元件的温度，当温度过高时，则所述功率因素控制芯片停止控制所述有源功率因素校正电路的可控开关导通。
7、根据权利要求6所述的具有保护电路的有源功率因素校正电路，其特征在于，所述温度保护电路采用安装在散热片上的热敏电阻作为温度检测元件；该热敏电阻与一取样电阻串联在信号电源正极和电源地之间，两者的公共端通过一限流电阻连接所述功率因素控制芯片的温度检测端。
8、根据权利要求7所述的具有保护电路的有源功率因素校正电路，其特征在于，所述热敏电阻和取样电阻串联在信号电源正极和电源地之间的具体连接方式是，所述热敏电阻一端通过一隔离电感连接所述信号电源，所述取样电阻连接在热敏电阻另一端和电源地之间。
9、根据权利要求8所述的具有保护电路的有源功率因素校正电路，其特征在于，所述热敏电阻两端并联用于滤波的可变电容。
10、根据权利要求8所述的具有保护电路的有源功率因素校正电路，其特征在于，在所述功率因素控制芯片的温度检测端和电源地之间连接滤波电容。
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