CN202616992U - 一种功率因数校正电路 - Google Patents

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顾永德
苏周
徐永红
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Abstract

本实用新型适用于电路领域，提供了一种功率因数校正电路，包括：控制电路；与电压输入端连接的电感器；输入端与所述电感器的输出端连接，输出端与所述控制电路的电流检测端连接的输入电流检测电路；输入端与所述电感器的输出端连接，输出端与所述控制电路的电流检测端连接的输出电流检测电路；输入端接电压输入端，输出端与所述控制电路的电压检测端连接的输入电压检测电路；以及输入端接电压输出端，输出端与所述控制电路的电压检测端连接的输出电压检测电路。本实用新型对PFC电感充/放电流采用两个独立的电流互感器来检测，具有响应快、相移小等优点，同时无需考虑取样电阻的影响，用途广泛。

Description

一种功率因数校正电路
技术领域
本实用新型属于电路领域，尤其涉及一种功率因数校正电路。
背景技术
功率因数校正（Power Factor Correction，PFC）电路最终目的是让流过PFC电感的电流始终跟随输入电压的变化而变化，电感的充/放电电流的变化轨迹呈正弦波变化。
现有常规PFC电路只是检测PFC电感的充电电流，而放电电流主要是通过PFC电感的过零检测器绕组来实现，其受负载和输入电压的变化较大，同时也存在一定相位偏移，电感电流会存在一定区间的零点，导致总谐波分布变大。现有PFC电路充电电流采用电阻或锰铜丝取样来实现，采样电阻的损耗较大，对效率有影响，且大功率输出时其取值太好选择，只适合500W以下的小功率。
实用新型内容
本实用新型实施例提供一种功率因数校正电路，旨在解决现有PFC电路受负载和输入电压的变化较大，同时存在一定相位偏移的问题。
本实用新型实施例是这样实现的，一种功率因数校正电路，包括：
控制电路；
与电压输入端连接的电感器；
输入端与所述电感器的输出端连接，输出端与所述控制电路的电流检测端连接的输入电流检测电路；
输入端与所述电感器的输出端连接，输出端与所述控制电路的电流检测端连接的输出电流检测电路；
输入端接电压输入端，输出端与所述控制电路的电压检测端连接的输入电压检测电路；以及
输入端接电压输出端，输出端与所述控制电路的电压检测端连接的输出电压检测电路。
进一步地，所述输入电流检测电路包括第一互感器CT1、第七电阻R7和第四二极管D4；
所述第一互感器CT1的n1匝连接在所述电感器的输出端和所述控制电路的控制端之间；
所述第七电阻R7两端与第一互感器CT1的n2匝两端连接；
所述第四二极管D4连接在地线和第七电阻R7之间。
进一步地，所述输出电流检测电路包括第二互感器CT2、第八电阻R8和第三二极管D3；
所述第二互感器CT2的n1匝一端与所述电感1的输出端连接，另一端经所述二极管D2与电压输出端连接；
所述电阻R6两端与第二互感器CT2的n2匝两端连接；
所述第三二极管D3连接在地线和电阻R6之间。
进一步地，所述控制电路包括PFC芯片U1、第五电阻R5和MOS管Q1；
所述PFC芯片U1的控制端通过所述第五电阻R5与所述MOS管Q1的栅极连接，所述MOS管Q1的源极与地线连接。
进一步地，所述输入电压检测电路5包括第一电阻R1和第二电阻R2；
第一电阻R1的一端与电压输入端连接，第二电阻R2一端与地线连接；
第一电阻R1的另一端与第一电阻R1的另一端，以及所述控制电路的电压检测端连接。
进一步地，所述输出电压检测电路包括第三电阻R3和第四电阻R4；
所述第三电阻R3的一端与电压输出端连接；
所述第四电阻R4的一端与地线连接，另一端与第三电阻R3的另一端，以及所述控制电路的电压检测端连接。
进一步地，所述功率因数校正电路还包括：
连接在电压输入端的交流滤波电路。
进一步地，所述交流滤波电路包括保险丝F1、电容C1和互感器LF1。
进一步地，所述功率因数校正电路还包括：
连接在所述交流滤波电路与所述电感器之间的整流滤波电路。
进一步地，所述整流滤波电路包括整流桥BD1和电容C2。
本实用新型实施例对PFC电感充/放电流采用两个独立的电流互感器来检测，具有响应快、相移小等优点，同时无需考虑取样电阻的影响，不仅适用于小功率电路，更适用于中大功率输出的场合，且适用于所有PFC 芯片，用途广泛。
附图说明
图1是本实用新型实施例提供的功率因数校正电路的结构原理图；
图2是本实用新型实施例提供的功率因数校正电路的电路结构图；
图3是本实用新型另一实施例提供的功率因数校正电路的电路结构图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。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。
图1示出了本实用新型实施例提供的功率因数校正电路的结构，为了便于说明，仅示出了与本实用新型实施例相关的部分。
该功率因数校正电路包括电感器1、输入电流检测电路2、输出电流检测电路3、控制电路4、输入电压检测电路5和输出电压检测电路6。
电感器1的输入端与电压输入端连接，输出端与输入电流检测电路2和输出电流检测电路3的输入端连接。
输入电流检测电路2和输出电流检测电路3的输出端分别与控制电路4的电流检测端连接并受其控制。
输入电压检测电路5的输入端接电压输入端，输出端接控制电路4的电压检测端，接收电压输入端电压信号并发送至控制电路4。
输出电压检测电路5的输入端接电压输出端，输出端接控制电路4的电压检测端，接收电压输出端电压信号并发送至控制电路4。
当输入电流检测电路2检测到的输入电压未达到控制电路4内部设定点时，输入电压经输入电流检测电路2对电感器1充电，电能储存在电感器1内。
当输入电流检测电路2检测到的电压达到控制电路4内部设定点时，控制电路4内部触发器进行翻转，电感器1进入放电状态，并通过输出电流检测电路3对电路进行充电，从而建立起直流高压。
当输入电压检测电路5检测到输入电压变化或输出电压检测电路6检测到输出电压变化时，控制电路4控制电感器1的充电或放电，从而维持输出电压的稳定。
图2示出了本实用新型实施例提供的功率因数校正电路的电路结构，为了便于说明，仅示出了与本实用新型实施例相关的部分。
输入电流检测电路2包括第一互感器CT1、第七电阻R7和第四二极管D4。
第一互感器CT1的n1匝连接在电感器1的输出端和控制电路4的控制端之间，第七电阻R7两端与CT1的n2匝两端连接，第四二极管D4连接在地线和第七电阻R7之间。
第一互感器CT1用于检测电感器1L1充电时的电流，第七电阻R7为第一互感器CT1的负载电阻，第四二极管D4为第一互感器CT1的整流二极管。
输出电流检测电路3包括第二互感器CT2、第八电阻R8和第三二极管D3。
第二互感器CT2的n1匝一端与电感器1的输出端连接，另一端经二极管D2与电压输出端连接，电阻R6两端与第二互感器CT2的n2匝两端连接，第三二极管D3连接在地线和电阻R6之间。
第二互感器CT2用于检测电感器1L1充电时的电流，电阻R6为第二互感器CT2的负载电阻，第三二极管D3为第一互感器CT1的整流二极管
控制电路4由PFC芯片U1、第五电阻R5和MOS管Q1构成。
PFC芯片U1的控制端通过第五电阻R5与MOS管Q1的栅极连接，MOS管Q1的源极与地线连接。
PFC芯片U1作为电路的控制器用于检测电压电流信息并发出控制信号，第五电阻R5为MOS管Q1 的驱动电阻，MOS管Q1为第一互感器CT1与地线之间的开关。
输入电压检测电路5由第一电阻R1和第二电阻R2构成。
第一电阻R1的一端与电压输入端连接，第二电阻R2一端与地线连接，另一端与第一电阻R1连接且与PFC芯片U1的电压检测端连接。输入电压检测电路5用于检测输入电压的变化并反馈至控制电路4。
输出电压检测电路6由第三电阻R3和第四电阻R4构成。
第三电阻R3的一端与电压输出端连接，第四电阻R4一端与地线连接，另一端与第三电阻R3连接且与PFC芯片U1的电压检测端连接。输出电压检测电路5用于检测输出电压的变化并反馈至控制电路4。
第八电阻R8和电容C4 构成第一互感器CT1和第二互感器CT2的共用抽载，第八电阻R8一端与地线连接，另一端与电阻R6连接，电容C4与第八电阻R8并联，电阻8与电阻R6的公共端连接至PFC芯片U1的电流检测脚上。
二极管D1连接在电压输入端与电压输出端之间，为分流二极管。
当第一互感器CT1检测到的输入电压未达到PFC芯片U1内部设定点时，MOS管Q1导通，输入电压经第一互感器CT1对电感器1L1充电，电能储存在电感器1L1内。
当第一互感器CT1检测到的电压达到PFC芯片U1内部设定点时，PFC芯片U1内部触发器进行翻转，MOS管Q1停止工作，此时，电感器1L1进入放电状态，并通过第二互感器CT2和二极管D2对电容C3进行充电，从而建立起直流高压。
当负载或输入电压变化时，在第一电阻R1、第二电阻R2以及第三电阻R3、第四电阻R4上的电压也发生变化，从而控制电感器1L1的充/放电，从而维持输出电压的稳定。
电容C3连接在电压输出端与地线之间，用于建立电路的直流高压。
本方案电路还可以增加交流滤波电路7实现交流滤波功能，以及整流滤波电路8实现整流滤波功能，如图3所示。
交流滤波电路7连接在电压输入端，由保险丝F1、电容C1和互感器LF1构成。
整流滤波电路2连接在交流滤波电路7与电感器1之间，由整流桥BD1和电容C2 构成。
本实用新型实施例对PFC电感充/放电流采用两个独立的电流互感器来检测，具有响应快、相移小等优点，同时无需考虑取样电阻的影响，不仅适用于小功率电路，更适用于中大功率输出的场合，且适用于所有PFC 芯片，用途广泛。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种功率因数校正电路，其特征在于，所述功率因数校正电路包括：
控制电路；
与电压输入端连接的电感器；
输入端与所述电感器的输出端连接，输出端与所述控制电路的电流检测端连接的输入电流检测电路；
输入端与所述电感器的输出端连接，输出端与所述控制电路的电流检测端连接的输出电流检测电路；
输入端接电压输入端，输出端与所述控制电路的电压检测端连接的输入电压检测电路；以及
输入端接电压输出端，输出端与所述控制电路的电压检测端连接的输出电压检测电路。
2.如权利要求1所述的功率因数校正电路，其特征在于，所述输入电流检测电路包括第一互感器CT1、第七电阻R7和第四二极管D4；
所述第一互感器CT1的n1匝连接在所述电感器的输出端和所述控制电路的控制端之间；
所述第七电阻R7两端与第一互感器CT1的n2匝两端连接；
所述第四二极管D4连接在地线和第七电阻R7之间。
3.如权利要求1所述的功率因数校正电路，其特征在于，所述输出电流检测电路包括第二互感器CT2、第八电阻R8和第三二极管D3；
所述第二互感器CT2的n1匝一端与所述电感1的输出端连接，另一端经所述二极管D2与电压输出端连接；
所述电阻R6两端与第二互感器CT2的n2匝两端连接；
所述第三二极管D3连接在地线和电阻R6之间。
4.如权利要求1所述的功率因数校正电路，其特征在于，所述控制电路包括PFC芯片U1、第五电阻R5和MOS管Q1；
所述PFC芯片U1的控制端通过所述第五电阻R5与所述MOS管Q1的栅极连接，所述MOS管Q1的源极与地线连接。
5.如权利要求1所述的功率因数校正电路，其特征在于，所述输入电压检测电路5包括第一电阻R1和第二电阻R2；
第一电阻R1的一端与电压输入端连接，第二电阻R2一端与地线连接；
第一电阻R1的另一端与第一电阻R1的另一端，以及所述控制电路的电压检测端连接。
6.如权利要求1所述的功率因数校正电路，其特征在于，所述输出电压检测电路包括第三电阻R3和第四电阻R4；
所述第三电阻R3的一端与电压输出端连接；
所述第四电阻R4的一端与地线连接，另一端与第三电阻R3的另一端，以及所述控制电路的电压检测端连接。
7.如权利要求1所述的功率因数校正电路，其特征在于，所述功率因数校正电路还包括：
连接在电压输入端的交流滤波电路。
8.如权利要求7所述的功率因数校正电路，其特征在于，所述交流滤波电路包括保险丝F1、电容C1和互感器LF1。
9.如权利要求7或8所述的功率因数校正电路，其特征在于，所述功率因数校正电路还包括：
连接在所述交流滤波电路与所述电感器之间的整流滤波电路。
10.如权利要求9所述的功率因数校正电路，其特征在于，所述整流滤波电路包括整流桥BD1和电容C2。
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