CN102570791A - 一种扩展pfc功率的电路及一种pfc电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种扩展PFC功率的电路及一种PFC电路，所述PFC电路包括整流桥和控制芯片、至少两个PFC支路和充电电容，整流桥的负极输出端接地，每个PFC支路包括第一电感、MOS管和第一二极管；在每个PFC支路里，第一电感的一端与整流桥的正极输出端连接，第一电感的另一端分别与MOS管的漏极、第一二极管的正极连接，第一二极管的负极分别与充电电容的正极、控制芯片的反馈端连接；MOS管的源极通过采样电阻接地，MOS管的栅极与控制芯片的驱动信号端连接。本发明成功扩展了PFC电路的功率，使得PFC电路在处理功率大于300w的情况下可以继续使用CRM模式控制，保持CRM模式控制简单方便、效率较高的优点。

Description

一种扩展PFC功率的电路及一种PFC电路
[技术领域]
本发明涉及开关电源，尤其涉及一种扩展PFC功率的电路及一种PFC电路。
[背景技术]
随着开关电源技术的发展，由于输入谐波电流限制，PFC(power factorcorrection，功率因数校正)电路成为开关电源中不可缺少的一个部分，常用的模式是CRM(critical Mode，临界连续)和CCM(continues current Mode，连续电流)模式。
CRM模式控制简单方便，效率较高，但该电路处理的功率较小，一般小于300w；如果超出该功率范围，传统意义上讲，将不能再采用CRM模式控制的方案，而须采用CCM控制的方案；CCM模式采用平均电流控制，可以处理更大的功率，但其主功率管开通时，PFC二极管的反向恢复造成很多问题，如效率降低，EMC等问题。
[发明内容]
本发明提供了一种扩展PFC功率的电路及一种PFC电路，其能扩展PFC电路在CRM模式下的功率，保持CRM模式的优点。
本发明的技术方案是：
一种PFC电路，包括整流桥和控制芯片，整流桥的负极输出端接地，还包括至少两个PFC支路和充电电容，每个PFC支路包括第一电感、MOS管和第一二极管；
在每个PFC支路里，第一电感的一端与整流桥的正极输出端连接，第一电感的另一端分别与MOS管的漏极、第一二极管的正极连接，第一二极管的负极分别与充电电容的正极、控制芯片的反馈端连接，充电电容的负极接地；MOS管的源极通过采样电阻接地，MOS管的栅极与控制芯片的驱动信号端连接，MOS管的源极和采样电阻的连接点通过相应的限流电阻与控制芯片的电流检测端连接，第一电感的检测端通过第二二极管与控制芯片的电流过零检测端连接，其中，第一电感的检测端与第二二极管的正极连接；
在一个周期里，开始时控制芯片向每个MOS管的栅极输出高电平信号，每个MOS管导通；在控制芯片检测到流经采样电阻的电流大于预定值时，向每个MOS管的栅极输出低电平信号，每个MOS管关闭，在每个PFC支路里，电流经第一电感、第一二极管对充电电容充电；在控制芯片检测到第一电感里的电流降到0时，向每个MOS管的栅极输出高电平信号。
一种扩展PFC功率的电路，包括：控制芯片、至少两个PFC支路和充电电容，每个PFC支路包括第一电感、MOS管和第一二极管；
在每个PFC支路里，第一电感的一端与整流桥的正极输出端连接，第一电感的另一端分别与MOS管的漏极、第一二极管的正极连接，第一二极管的负极分别与充电电容的正极、控制芯片的反馈端连接，充电电容的负极接地；MOS管的源极通过采样电阻接地，MOS管的栅极与控制芯片的驱动信号端连接，MOS管的源极和采样电阻的连接点通过相应的限流电阻与控制芯片的电流检测端连接，第一电感的检测端通过第二二极管与控制芯片的电流过零检测端连接，其中，第一电感的检测端与第二二极管的正极连接；
在一个周期里，开始时控制芯片向每个MOS管的栅极输出高电平信号，每个MOS管导通；在控制芯片检测到流经采样电阻的电流大于预定值时，向每个MOS管的栅极输出低电平信号，每个MOS管关闭，在每个PFC支路里，电流经第一电感、第一二极管对充电电容充电；在控制芯片检测到第一电感里的电流降到0时，向每个MOS管的栅极输出高电平信号。
本发明的PFC电路及扩展PFC功率的电路，包括至少两个PFC支路，通过控制芯片控制各个PFC支路工作，使得整个PFC电路的处理功率相当于各个PFC支路处理功率的总和，成功扩展了PFC电路的功率，使得PFC电路在处理功率大于300w的情况下可以继续使用CRM模式控制，保持CRM模式控制简单方便、效率较高的优点。
[附图说明]
图1是本发明PFC电路在一实施例中的电路原理图；
图2是本发明PFC电路中的控制芯片在一实施例中的结构图；
图3是本发明PFC电路中的控制芯片在另一实施例中的结构图。
[具体实施方式]
下面结合附图对本发明的具体实施例做一详细的阐述。
实施例一
该实施例中，本发明的PFC电路，如图1和2，包括整流桥BRG1和控制芯片，交流输入经整流桥整流输入，整流桥的左端设有火线L和零线N，BRG1的负极输出端接地；
另外还包括两个PFC支路(需要说明的是该实施例中只是示出了2个PFC支路，具体实施时可以根据需要进行添加)和电容C3，第一个PFC支路包括电感L1、MOS管Q1和二极管D1，第二个PFC支路包括电感L2、MOS管Q2和二极管D2；电感L1和电感L2的一端分别与整流桥BRG1的正极输出端连接，电感L1的另一端分别与MOS管Q1的漏极、二极管D1的正极连接，二极管D1的负极分别与电容C3的正极、电容C3电压经电阻分压后接控制芯片的反馈端Vf，控制芯片通过该反馈端进行PFC电压控制，电容C3的负极接地，MOS管Q1的源极通过采样电阻R1接地，MOS管Q1的栅极与控制芯片的驱动信号端DRV1连接，MOS管Q1的源极和采样电阻R1的连接点IS1通过限流电阻R3与控制芯片的电流检测端IS连接，电感L1的检测端ZCD1通过二极管D3与控制芯片的电流过零检测端ZCD连接，其中，电感L1的检测端ZCD1与二极管D3的正极连接，二极管D3的负极与控制芯片的电流过零检测端ZCD连接；
电感L2的另一端分别与MOS管Q2的漏极、二极管D2的正极连接，二极管D2的负极分别与电容C3的正极、控制芯片的反馈端Vf连接，电容C3的负极接地，MOS管Q2的源极通过采样电阻R2接地，MOS管Q2的栅极与控制芯片的驱动信号端DRV2连接，MOS管Q2的源极和采样电阻R2的连接点IS2通过限流电阻R4与控制芯片的电流检测端IS连接，电感L2的检测端ZCD2通过二极管D4与控制芯片的电流过零检测端ZCD连接，其中，电感L2的检测端ZCD2与二极管D4的正极连接，二极管D4的负极与控制芯片的电流过零检测端ZCD连接。
本发明PFC电路的具体工作原理是：在一个周期里，开始时控制芯片向每个MOS管的栅极输出高电平信号，每个MOS管导通，在每个PFC支路里，电流经电感、MOS管再返回到地，电感中的电流线性增大，通过采样电阻检测流经电感的电流；在控制芯片检测到流经采样电阻(相对于电感里的电流)的电流大于预定值(该预定值根据实际需要进行设置)时，向每个MOS管的栅极输出低电平信号，每个MOS管关闭，在每个PFC支路里，电流经电感、二极管对充电电容充电，流经电感中的电流线性减小；在控制芯片检测到电感里的电流降到0时，向每个MOS管的栅极输出高电平信号。
其中，在整流桥BRG1的正极输出端和负极输出端之间连接有电容C10，起到滤波处理作用。
另外，为保证各个PFC支路互相不干扰，如图1中，第一个PFC支路包括滤波电容C1和滤波电感L10，滤波电感L10连接在整流桥BRG1的正极输出端和电感L1之间，滤波电容C1连接在滤波电感L10和电感L1的连接点与整流桥BRG1的负极输出端之间。第二个PFC支路包括滤波电容C2和滤波电感L20，滤波电感L20连接在整流桥BRG1的正极输出端和电感L2之间，滤波电容C2连接在滤波电感L20和电感L2的连接点与整流桥BRG1的负极输出端之间。
其中，控制芯片在控制各个PFC支路时，可以只检测流经采样电阻R1或R2的电流，及电感L1或L2中的电流，即只检测其中一个PFC支路；对该两个PFC支路中的MOS管Q1和Q2采用同一个驱动信号进行驱动。这样控制比较简单，方便。
另外，也可以同时检测两个PFC支路，对于电感L1和L2中的电流，采用二极管D3和D4取电平最高的信号，对于电流信号，采用不同的限流电阻R3和R4接入到控制芯片的电流检测端，如图2所示；也可以只检测电感L1或L2中的电流，对于电流信号，检测采样电阻R1和R2中的总电流，如图3所示，此时两个PFC支路里的MOS管的源极和采样电阻的连接点分别连接，即连接点IS1和IS2相连接。
实施例二
该实施例公开了一种扩展PFC功率的电路，如图1和2，包括：控制芯片、两个PFC支路和电容C3，其中，控制芯片和两个PFC支路及电容C3的连接关系及工作原理与实施例一相同，再次不赘述。
以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (7)

1.一种PFC电路，包括整流桥和控制芯片，整流桥的负极输出端接地，其特征在于：还包括至少两个PFC支路和充电电容，每个PFC支路包括第一电感、MOS管和第一二极管；
在每个PFC支路里，第一电感的一端与整流桥的正极输出端连接，第一电感的另一端分别与MOS管的漏极、第一二极管的正极连接，第一二极管的负极分别与充电电容的正极、控制芯片的反馈端连接，充电电容的负极接地；MOS管的源极通过采样电阻接地，MOS管的栅极与控制芯片的驱动信号端连接，MOS管的源极和采样电阻的连接点通过相应的限流电阻与控制芯片的电流检测端连接，第一电感的检测端通过第二二极管与控制芯片的电流过零检测端连接，其中，第一电感的检测端与第二二极管的正极连接；
在一个周期里，开始时控制芯片向每个MOS管的栅极输出高电平信号，每个MOS管导通；在控制芯片检测到流经采样电阻的电流大于预定值时，向每个MOS管的栅极输出低电平信号，每个MOS管关闭，在每个PFC支路里，电流经第一电感、第一二极管对充电电容充电；在控制芯片检测到第一电感里的电流降到0时，向每个MOS管的栅极输出高电平信号。
2.根据权利要求1所述的PFC电路，其特征在于：整流桥的正极输出端和负极输出端之间连接有第一电容。
3.根据权利要求1或2所述的PFC电路，其特征在于：每个PFC支路还包括滤波电容和滤波电感，滤波电感连接在整流桥的正极输出端和第一电感之间，滤波电容连接在滤波电感和第一电感的连接点与整流桥的负极输出端之间。
4.根据权利要求3所述的PFC电路，其特征在于：各个PFC支路里的MOS管的源极和采样电阻的连接点分别连接。
5.一种扩展PFC功率的电路，其特征在于，包括：控制芯片、至少两个PFC支路和充电电容，每个PFC支路包括第一电感、MOS管和第一二极管；
在每个PFC支路里，第一电感的一端与整流桥的正极输出端连接，第一电感的另一端分别与MOS管的漏极、第一二极管的正极连接，第一二极管的负极分别与充电电容的正极、控制芯片的反馈端连接，充电电容的负极接地；MOS管的源极通过采样电阻接地，MOS管的栅极与控制芯片的驱动信号端连接，MOS管的源极和采样电阻的连接点通过相应的限流电阻与控制芯片的电流检测端连接，第一电感的检测端通过第二二极管与控制芯片的电流过零检测端连接，其中，第一电感的检测端与第二二极管的正极连接；
在一个周期里，开始时控制芯片向每个MOS管的栅极输出高电平信号，每个MOS管导通；在控制芯片检测到流经采样电阻的电流大于预定值时，向每个MOS管的栅极输出低电平信号，每个MOS管关闭，在每个PFC支路里，电流经第一电感、第一二极管对充电电容充电；在控制芯片检测到第一电感里的电流降到0时，向每个MOS管的栅极输出高电平信号。
6.根据权利要求5所述的扩展PFC功率的电路，其特征在于：每个PFC支路还包括滤波电容和滤波电感，滤波电感连接在整流桥的正极输出端和第一电感之间，滤波电容连接在滤波电感和第一电感的连接点与整流桥的负极输出端之间。
7.根据权利要求5或6所述的扩展PFC功率的电路，其特征在于：各个PFC支路里的MOS管的源极和采样电阻的连接点分别连接。
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