CN202076926U - 全电压高功率因数pfc电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型揭示了一种全电压高功率因数PFC电路，包括整流滤波电路、输入采样电路和PFC控制芯片，该PFC控制芯片设置有乘法器和反馈运放，其特征在于，还包括：前馈控制电路，分别与所述整流滤波电路以及输入采样电路连接，采样所述整流滤波电路输出的电源信号，根据所述电源信号调节所述输入采样电路的采样电压，并根据所述采样电压调节所述乘法器输出的电压波形幅值和所述反馈运放的增益，进而调节功率因数。本实用新型的全电压高功率因数PFC电路能够在全电压范围内满足高功率因数，且在输入动态电压情况下负载响应速度快，内部乘法器输出波形不易失真，更加有利于提高功率因数。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种PFC电路，特别涉及一种能在全电压范围内满足高功率因数要求的PFC电路。
背景技术
PFC(Power Factor Correction，功率因数校正)电路广泛应用于开关电源、电子整流器、变频调速器等电路设备中，通过改善功率因数，有效提高设备有功功率，降低能源损耗，降低输入电流谐波，避免传导干扰和辐射干扰产生。PFC电路包括无源功率因数校正(Passive Power Factor Corrector，PPFC)电路和有源功率因数校正(Active Power Factor Corrector，APFC)电路，目前应用较多、效果较好的方法是有源PFC电路。
常规的有源PFC电路在桥式整流电路和滤波电路之后，利用电阻分压采样输入交流电压波形，并送入PFC控制芯片，便于电流波形跟踪。该电路虽然能够在电源输入电压较低的情况下实现输入电流的峰值与输入电压同步，进而获得较高的输入功率因数。
但是，当电源输入电压升高时，PFC控制芯片的乘法器输出的正弦半波电压会随之线性升高。当PFC控制芯片输出恒定功率时，电源输入电压与电流成反比例关系，输入电压升高，输入电流降低。为了保证PFC控制芯片内部的稳定控制及高功率因数，当电源输入电压升高1倍时，乘法器的输出电压须降低2倍，乘法器前的反馈运放增益降低4倍，这样将会造成功率因数明显降低，且因反馈运方增益变化过大，大大影响负载动态响应速度，且造成乘法器输出的正弦半波波形失真，进一步影响PFC电路对功率因数的调控。因此，传统的PFC电路不能在全电压范围内均达到高功率因数，输入电压范围窄，特别是在高压输入轻载情况下，控制电路反馈稳定性差，负载动态响应速度慢。
实用新型内容
本实用新型的主要目的为提供一种全电压范围内满足高功率因数、载动态响应速度快的全电压高功率因数PFC电路。
本实用新型提出一种全电压高功率因数PFC电路，包括整流滤波电路、输入采样电路和PFC控制芯片，该PFC控制芯片设置有乘法器和反馈运放，还包括：
前馈控制电路，分别与所述整流滤波电路以及输入采样电路连接，采样所述整流滤波电路输出的电源信号，根据所述电源信号调节所述输入采样电路的采样电压，并根据所述采样电压调节所述乘法器输出的电压波形幅值和所述反馈运放的增益，进而调节功率因数。
优选地，所述前馈控制电路具体包括：
前馈采样电路，与所述整流滤波电路连接，用于采样所述整流滤波电路输出的电源信号，并输出前馈采样控制信号；
电阻可变电路，分别与所述前馈采样电路和输入采样电路连接，通过所述前馈采样控制信号控制其电阻值变化，调节所述输入采样电路的电阻值，进而调节所述输入采样电路的采样电压。
优选地，所述前馈采样电路具体包括：
第一前馈采样电阻和第二前馈采样电阻；所述第一前馈采样电阻与第二前馈采样电阻串联后，一端连接在所述整流滤波电路的输出端，另一端接地。
优选地，所述电阻可变电路具体包括：
场效应管，栅极连接在所述第一前馈采样电阻和第二前馈采样电阻之间，接收所述前馈采样控制信号，控制漏极和源极之间的电阻值变化；漏极连接在所述输入采样电路的第一采样电路和第二采样电路之间；源极接地，通过漏极和源极之间的电阻值变化，调节所述第二采样电路的电阻值。
优选地，所述电阻可变电路具体包括：
三极管，基极连接在所述第一前馈采样电阻和第二前馈采样电阻之间，接收所述前馈采样控制信号，控制集电极和发射极之间的电流值变化；集电极连接在所述输入采样电路的第一采样电路和第二采样电路之间；发射极接地，通过集电极和发射极之间的电流值变化，调节所述第二采样电路的电压输出值。
优选地，所述场效应管的漏极或所述三极管的集电极还串接有分压电阻。
本实用新型的全电压高功率因数PFC电路能够在全电压范围内满足高功率因数，负载动态响应速度快，且内部乘法器输出波形不易失真，更加有利于提高功率因数。
附图说明
图1是本实用新型一实施例中全电压高功率因数PFC电路的结构示意图；
图2是本实用新型一实施例中前馈控制电路的结构示意图；
图3是本实用新型一实施例的一实施方案中全电压高功率因数PFC电路的电路结构示意图；
图4是本实用新型一实施例的另一实施方案中全电压高功率因数PFC电路的电路结构示意图。
本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
如图1所示，本实用新型一实施例提出的全电压高功率因数PFC电路，包括整流滤波电路10、输入采样电路20和PFC控制芯片30，该PFC控制芯片30设置有乘法器31及反馈运放32，还包括：
前馈控制电路40，分别与所述整流滤波电路10以及输入采样电路20连接，采样所述整流滤波电路10输出的电源信号，根据所述电源信号调节所述输入采样电路20的采样电压，并根据所述采样电压调节所述乘法器31输出的电压波形幅值和所述反馈运放32的增益，进而调节功率因数。
上述实施例中，PFC电路设置有开关管Q1，受PFC控制芯片30控制其开通与关断，提高功率因数。PFC控制芯片30内还设置有反馈运放32和电流比较器33，PFC电路的输出反馈信号与参考电压Vref经反馈运放32比较放大后，送入乘法器31与输入采样电路20的采样电压共同产生一个正弦半波基准信号，并送入电流比较器33与上述开关管Q1的电流采样信号比较，实现对开关管Q1的开通与关断控制。
当PFC电路的电源端输入低电压时，PFC电路具有较高的功率因数，该功率因数接近1；当电源输入电压升高后，输出反馈信号增大，为保证PFC电路的功率因数继续保持在接近1的高功率因数值，需要控制电流比较器33的基准信号尽量保持与输入电源信号一致，信号不失真，需要避免输入采样电路20的采样电压幅值增大过多，或控制采样电压幅值减小。本实施例利用前馈控制电路40调节输入采样电路20的采样电压幅值，控制采样电压幅值增加量减小，或呈反比例增加，实现在全电压范围内均保持高功率因数。此外，因采样电压幅值增加量减小，负载动态响应速度提高，乘法器31输出正弦半波波形不失真，有利于功率因数提高。
如图2所示，上述前馈控制电路40具体包括：
前馈采样电路41，与所述整流滤波电路10连接，用于采样所述整流滤波电路10输出的电源信号，并输出前馈采样控制信号；
电阻可变电路42，分别与所述前馈采样电路41和输入采样电路20连接，通过所述前馈采样控制信号控制其电阻值变化，调节所述输入采样电路20的电阻值，进而调节所述输入采样电路20的采样电压。
上述实施例中，当电源电压升高时，前馈采样控制信号调节电阻可变电路42的电阻值和输入采样电路20的电阻值减小，进而控制送入乘法器31的采样电压降低，实现对功率因数的提高，保证在全电压范围内均保持高功率因数。
如图3所示，上述PFC电路为临界导通模式PFC，整流滤波电路10采用4个二极管D1、D2、D3、D4构成桥式整流电路对电源电压整流，并通过电容C2滤波。
上述前馈采样电路41具体包括：第一前馈采样电阻R1和第二前馈采样电阻R2；所述第一前馈采样电阻R1与第二前馈采样电阻R2串联后，一端连接在所述整流滤波电路10的输出端，另一端接地，采样经整流滤波后的电源电压。
上述电阻可变电路42具体包括：场效应管Q2，栅极连接在所述第一前馈采样电阻R1和第二前馈采样电阻R2之间，接收所述前馈采样控制信号，控制漏极和源极之间的电阻值变化；漏极串接分压电阻R3后，连接在所述输入采样电路20的第一采样电路21和第二采样电路22之间，该第一采样电路21为电阻R4，第二采样电路22由并联的电阻R5和电容C3构成；源极接地。通过漏极和源极之间的电阻值变化，调节电阻R5的电阻值，电阻R5的采样电压输出到PFC控制芯片30的乘法器31，作为一个输入信号。
电阻R6、R7、R8、R11和电容C4、C5构成输出电压反馈电路，将输出反馈电压送入上述PFC控制芯片30的反馈运放32与参考电压Vref比较并放大，将放大信号送入乘法器31，与电阻R5的采样电压共同产生一个正弦半波基准信号，并输出到PFC控制芯片30的电流比较器33的反相端。
当开关管Q1导通时，二极管D6截止，整流滤波后的电源电压向变压器T1上方的升压电感充电，并流经开关管Q1的漏极和源极，开关管Q1源极上的电流采样信号被送入上述电流比较器33，与正弦半波基准信号进行波形比较。当电流采样信号到达正弦半波基准信号幅值时，PFC控制芯片30控制开关管Q1关断，二极管D6导通，变压器T1上方的升压电感开始放电，电流下降。当PFC控制芯片30利用变压器T1下方的零电流检测电感检测到升压电感的电流降为零时，PFC控制芯片30控制开关管Q1重新导通。
上述实施例中，电源输入电压较低时，功率因数高。电源电压升高时，前馈采样电路41采样的前馈采样控制信号增大，经场效应管Q2的栅极控制其源漏极之间电阻减小，场效应管Q2与电阻R5的并联电阻减小，电阻R5上的分压增加量减小或呈反比例增加，输出到上述乘法器31的采样电压也随之变化，与增大的PFC电路反馈电压共同产生幅值变化量小或保持不变的正弦半波基准波形，使PFC电路继续保持高功率因数。电源电压降低时，前馈采样电路41采样的前馈采样控制信号减小，经场效应管Q2的栅极控制其源漏极之间电阻增大或场效应管Q2呈截止状态，场效应管Q2与电阻R5的并联电阻增大或近似于没有接入前馈采样电路41，功率因数高。此外，场效应管Q2漏极接入分压电阻R3，保证前馈控制电路40持续有效工作，如果分压电阻R3不接入，不会对上述实施例效果产生影响。
如图4所示，上述电阻可变电路42中的场效应管Q2可用三极管T2替换，三极管T2的基极连接在所述第一前馈采样电阻R1和第二前馈采样电阻R2之间，接收所述前馈采样控制信号，控制集电极和发射极之间的电流变化，进而控制其电阻值变化；集电极串接分压电阻R3后，连接在所述输入采样电路20的电阻R4和R5之间；发射极接地。通过集电极和发射极之间的电流变化，调节所述第二采样电路22的电阻值，进而调节其输出电压。
上述实施例中，接入三极管T2与接入场效应管Q2均能达到同样的效果，可在全电压范围内均达到高功率因数，且负载动态响应速度快。此外，三极管T2集电极接入分压电阻R3，保证前馈控制电路40持续有效工作，如果分压电阻R3不接入，不会对上述实施例效果产生影响。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，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他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (6)
1.一种全电压高功率因数PFC电路，包括整流滤波电路、输入采样电路和PFC控制芯片，该PFC控制芯片设置有乘法器和反馈运放，其特征在于，还包括：
前馈控制电路，分别与所述整流滤波电路以及输入采样电路连接，采样所述整流滤波电路输出的电源信号，根据所述电源信号调节所述输入采样电路的采样电压，并根据所述采样电压调节所述乘法器输出的电压波形幅值和所述反馈运放的增益，进而调节功率因数。
2.根据权利要求1所述的全电压高功率因数PFC电路，其特征在于，所述前馈控制电路具体包括：
前馈采样电路，与所述整流滤波电路连接，用于采样所述整流滤波电路输出的电源信号，并输出前馈采样控制信号；
电阻可变电路，分别与所述前馈采样电路和输入采样电路连接，通过所述前馈采样控制信号控制其电阻值变化，调节所述输入采样电路的电阻值，进而调节所述输入采样电路的采样电压。
3.根据权利要求2所述的全电压高功率因数PFC电路，其特征在于，所述前馈采样电路具体包括：
第一前馈采样电阻和第二前馈采样电阻；所述第一前馈采样电阻与第二前馈采样电阻串联后，一端连接在所述整流滤波电路的输出端，另一端接地。
4.根据权利要求3所述的全电压高功率因数PFC电路，其特征在于，所述电阻可变电路具体包括：
场效应管，栅极连接在所述第一前馈采样电阻和第二前馈采样电阻之间，接收所述前馈采样控制信号，控制漏极和源极之间的电阻值变化；漏极连接在所述输入采样电路的第一采样电路和第二采样电路之间；源极接地，通过漏极和源极之间的电阻值变化，调节所述第二采样电路的电压输出值。
5.根据权利要求3所述的全电压高功率因数PFC电路，其特征在于，所述电阻可变电路具体包括：
三极管，基极连接在所述第一前馈采样电阻和第二前馈采样电阻之间，接收所述前馈采样控制信号，控制集电极和发射极之间的电流变化；集电极连接在所述输入采样电路的第一采样电路和第二采样电路之间；发射极接地，通过集电极和发射极之间的电流变化，调节所述第二采样电路的电压输出值。
6.根据权利要求4或5所述的全电压高功率因数PFC电路，其特征在于，所述场效应管的漏极或所述三极管的集电极还串接有分压电阻。
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Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102594169A (zh) * | 2012-03-06 | 2012-07-18 | 英飞特电子（杭州）有限公司 | Pfc控制电路及方法、pfc电路 |
| CN103199852A (zh) * | 2013-03-14 | 2013-07-10 | 电子科技大学 | 一种用于pfc的模拟乘法器 |
| CN103296877A (zh) * | 2013-06-07 | 2013-09-11 | 无锡华润矽科微电子有限公司 | 一种功率因数控制器的谐波失真优化方法及电路 |
| CN103715880A (zh) * | 2014-01-07 | 2014-04-09 | 巨尔(上海)光电照明有限公司 | 功率因数校正控制电路及电源适配器 |
| CN105071650A (zh) * | 2015-08-20 | 2015-11-18 | 珠海格力电器股份有限公司 | 功率因数校正电路的控制方法和装置以及空调器 |
| CN107979280A (zh) * | 2017-12-07 | 2018-05-01 | 深圳市华星光电技术有限公司 | 功率因素校正电路及反激电路 |
| CN109314472A (zh) * | 2016-06-10 | 2019-02-05 | Ntn株式会社 | 功率因数改善装置 |
| CN109840005A (zh) * | 2017-11-24 | 2019-06-04 | 薛舒文 | 一种便携式笔记本电脑电源适配器 |
| CN110401339A (zh) * | 2019-07-16 | 2019-11-01 | 南京博德新能源技术有限公司 | 一种pfc电路 |
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Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102594169B (zh) * | 2012-03-06 | 2014-09-24 | 英飞特电子（杭州）股份有限公司 | Pfc控制电路及方法、pfc电路 |
| CN102594169A (zh) * | 2012-03-06 | 2012-07-18 | 英飞特电子（杭州）有限公司 | Pfc控制电路及方法、pfc电路 |
| CN103199852A (zh) * | 2013-03-14 | 2013-07-10 | 电子科技大学 | 一种用于pfc的模拟乘法器 |
| CN103199852B (zh) * | 2013-03-14 | 2015-09-09 | 电子科技大学 | 一种用于功率因素校正芯片的模拟乘法器 |
| CN103296877A (zh) * | 2013-06-07 | 2013-09-11 | 无锡华润矽科微电子有限公司 | 一种功率因数控制器的谐波失真优化方法及电路 |
| CN103296877B (zh) * | 2013-06-07 | 2016-03-30 | 无锡华润矽科微电子有限公司 | 一种功率因数控制器的谐波失真优化方法及电路 |
| CN103715880B (zh) * | 2014-01-07 | 2017-03-01 | 巨尔(上海)光电照明有限公司 | 功率因数校正控制电路及电源适配器 |
| CN103715880A (zh) * | 2014-01-07 | 2014-04-09 | 巨尔(上海)光电照明有限公司 | 功率因数校正控制电路及电源适配器 |
| CN105071650A (zh) * | 2015-08-20 | 2015-11-18 | 珠海格力电器股份有限公司 | 功率因数校正电路的控制方法和装置以及空调器 |
| CN105071650B (zh) * | 2015-08-20 | 2017-08-01 | 珠海格力电器股份有限公司 | 功率因数校正电路的控制方法和装置以及空调器 |
| CN109314472A (zh) * | 2016-06-10 | 2019-02-05 | Ntn株式会社 | 功率因数改善装置 |
| CN109314472B (zh) * | 2016-06-10 | 2021-10-26 | Ntn株式会社 | 功率因数改善装置 |
| CN109840005A (zh) * | 2017-11-24 | 2019-06-04 | 薛舒文 | 一种便携式笔记本电脑电源适配器 |
| CN107979280A (zh) * | 2017-12-07 | 2018-05-01 | 深圳市华星光电技术有限公司 | 功率因素校正电路及反激电路 |
| CN110401339A (zh) * | 2019-07-16 | 2019-11-01 | 南京博德新能源技术有限公司 | 一种pfc电路 |
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