專利名稱：功率因數(shù)校正控制電路及包含其的功率因數(shù)校正裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種功率因數(shù)校正控制電路及包含其的功率因數(shù)校正裝置，尤其涉及適用于集成的Buck/Buck-boost PFC電路和集成的Buck/Flyback PFC電路的功率因數(shù)校正控制電路。
背景技術(shù)：
由于目前大多數(shù)用電設(shè)備中的非線性元件和儲(chǔ)能元件的存在會(huì)使輸入交流電流波形發(fā)生嚴(yán)重畸變，網(wǎng)側(cè)輸入功率因數(shù)很低，為了滿足國際標(biāo)準(zhǔn)IEC61000-3-2中所規(guī)范的諧波要求，必須在這些用電設(shè)備中加入功率因數(shù)校正裝置(PFC)。傳統(tǒng)的有源功率因數(shù)校正電路一般采用升壓(Boost)拓?fù)?、升降?Buck-boost) 拓?fù)浠蚪祲盒?Buck)拓?fù)?。其中，Boost拓?fù)渚哂锌刂迫菀?、?qū)動(dòng)簡單、在整個(gè)工頻周期內(nèi)都可以進(jìn)行開關(guān)工作、輸入電流的功率因數(shù)可以接近于I等特點(diǎn)。但是Boost拓?fù)潆娐肪哂休敵鲭妷焊叩娜秉c(diǎn)，而且在寬范圍輸入(90Vac-265Vac)條件下，在低電壓段(90Vac-lIOVac)的效率比高電壓段(220Vac_265Vac)低 1_3%。而采用 Buck-boost 拓?fù)洌娐窊p耗相對(duì)Buck拓?fù)鋾?huì)大一些。在小功率應(yīng)用場(chǎng)合，Buck拓?fù)淠軌蛟谡麄€(gè)輸入電壓范圍內(nèi)保持較高效率。由于工業(yè)上的熱設(shè)計(jì)都是根據(jù)效率最低點(diǎn)來設(shè)計(jì)的，因此Buck拓?fù)涞臒嵩O(shè)計(jì)也比Boost拓?fù)浜虰uck-boost拓?fù)浜唵巍Ｋ?，目前Buck拓?fù)浔辉絹碓蕉嗟赜玫焦I(yè)產(chǎn)品中，如中小功率的直流-直流變換器的前級(jí)PFC電路或者單級(jí)LED驅(qū)動(dòng)器等。圖I示出了現(xiàn)有技術(shù)中的一種Buck PFC電路結(jié)構(gòu)，包括整流橋10，接收輸入信號(hào)va。；輸入電容Cin，連接在整流橋10的兩個(gè)輸出端之間；電感L，其一端連接整流橋10的一個(gè)輸出端，其另一端連接輸出電容C。的一端；輸出電容C。,其一端連接電感L的另一端，其另一端連接開關(guān)管Ql的輸入端；負(fù)載Rltjad，并聯(lián)在輸出電容C。的兩端；二極管D。，陰極連接整流橋10的一個(gè)輸出端，陽極連接開關(guān)管Ql的輸入端；開關(guān)管Q1，輸出端連接整流橋10的另一個(gè)輸出端，控制端連接PFC控制電路11的輸出端。然而，以圖I為例的Buck拓?fù)鋺?yīng)用于PFC電路，在整流后的輸入電壓Vin小于輸出電壓V。的區(qū)間內(nèi)，輸入電流ia。為零，如圖2所示，這段死區(qū)時(shí)間極大程度地增加了輸入電流諧波，影響了網(wǎng)側(cè)輸入功率因數(shù)。通過對(duì)傳統(tǒng)的Buck PFC電路進(jìn)行改進(jìn)，如改進(jìn)成圖3所示的集成的Buck/Buck-boost PFC電路或改進(jìn)成如圖4所示的集成的Buck/Flyback PFC電路,再結(jié)合適當(dāng)?shù)目刂品绞?，可消除上述Buck PFC電路中輸入電流的死區(qū)問題，從而提高網(wǎng)側(cè)輸入功率因數(shù)。然而目前沒有針對(duì)集成的Buck/Buck-boost PFC和集成的Buck/Flyback PFC這種基于雙開關(guān)結(jié)構(gòu)的Buck型電路，尚無可用的功率因數(shù)校正控制電路或?qū)Ｓ玫募尚酒?br>
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種適用于集成的Buck/Buck-boost PFC電路和集成的Buck/Flyback PFC電路的改進(jìn)的功率因數(shù)校正控制電路及包含其的功率因數(shù)校正裝置，使得在輸入電壓小于輸出電壓的區(qū)間內(nèi)，上述兩種電路的網(wǎng)側(cè)輸入電流并不為零，有利于提聞功率因數(shù)。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種功率因數(shù)校正控制電路，配置為與變換器配合使用，包括輸入電壓采樣電路，用于對(duì)所述變換器的輸入信號(hào)進(jìn)行采樣；輸出電壓/電流反饋電路，用于對(duì)所述變換器的輸出端ロ的電壓/電流進(jìn)行反饋；相角檢測(cè)比較器，其正輸入端連接所述輸入電壓采樣電路的輸出端，其負(fù)輸入端接收基準(zhǔn)電壓；誤差放大網(wǎng)絡(luò)，其輸入端與所述輸出電壓/電流反饋電路的輸出端相連，用于對(duì) 所述輸出電壓/電流反饋電路輸出的采樣信號(hào)進(jìn)行放大后產(chǎn)生誤差放大信號(hào)；PFC控制器，其第一輸入端與所述相角檢測(cè)比較器的輸出端相連，其第二輸入端接收所述誤差放大網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的誤差放大信號(hào)；邏輯及驅(qū)動(dòng)電路，連接所述PFC控制器的輸出端和相角檢測(cè)比較器的輸出端，根據(jù)所述相角檢測(cè)比較器輸出的比較結(jié)果和所述PFC控制器輸出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生控制信號(hào)并輸出至所述變換器?？蛇x地，所述基準(zhǔn)電壓由第一基準(zhǔn)電壓源產(chǎn)生或者通過對(duì)所述變換器輸出端ロ的電壓/電流采樣產(chǎn)生?？蛇x地，所述誤差放大網(wǎng)絡(luò)包括電阻，其第一端連接所述輸出電壓/電流反饋電路的輸出端；誤差放大器，其負(fù)輸入端連接所述電阻的第二端；第二基準(zhǔn)電壓源，其一端連接所述誤差放大器的正輸入端，另一端接地；電容，其一端連接所述誤差放大器的負(fù)輸入端，另一端連接所述誤差放大器的輸出端?？蛇x地，所述邏輯及驅(qū)動(dòng)電路包括反相器，其輸入端連接所述相角檢測(cè)比較器的輸出端；第一與門，其第一輸入端連接所述反相器的輸出端，其第二輸入端連接所述PFC控制器的輸出端；第二與門，其第一輸入端連接所述反相器的輸出端，其第二輸入端連接所述PFC控制器的輸出端；其中，所述第一與門和第二與門的輸出端產(chǎn)生所述控制信號(hào)?？蛇x地，所述邏輯及驅(qū)動(dòng)電路還包括第一驅(qū)動(dòng)電路，其輸入端連接所述第一與門的輸出端，其輸出端對(duì)所述控制信號(hào)緩沖后輸出?？蛇x地，所述邏輯及驅(qū)動(dòng)電路還包括第二驅(qū)動(dòng)電路，其輸入端連接所述第二與門的輸出端，其輸出端對(duì)所述控制信號(hào)緩沖后輸出。本實(shí)用新型還提供給了ー種功率因數(shù)校正裝置，包括上述任一項(xiàng)所述的功率因數(shù)校正控制電路以及與其耦合的變換器。[0032]可選地，所述變換器包括交流輸入電源、變壓器原邊整流電路、變壓器副邊整流電路、變壓器、輸出二極管、第一開關(guān)管、第二開關(guān)管、輸出電容器、負(fù)載，其中，所述交流輸入電源兩端連接所述變壓器原邊整流電路的輸入端，所述變壓器原邊整流電路的輸出端連接所述變壓器原邊繞組的同名端，所述變壓器原邊整流電路將輸入的交流電壓整流成波形為正弦半波的電壓波形，所述變壓器副邊繞組的異名端連接所述輸出電容的正端和負(fù)載的一端，所述輸出電容的負(fù)端連接所述負(fù)載的另一端，所述第一開關(guān)管的漏極連接所述輸出二極管的陽極，所述第一開關(guān)管的源極連接所述第二開關(guān)管的源極，所述變壓器原邊繞組的異名端連接所述第二開關(guān)管的漏極，所述變壓器副邊整流電路的一端連接所述第一開關(guān)管的源極，另一端連接所述變壓器副邊繞組的同名端，所述變壓器副邊整流電路將輸入的交流電壓整流成波形為正弦半波的電壓波形，所述第一開關(guān)管和第二開關(guān)管的柵極接收所述功率因數(shù)校正控制電路輸出的控制信號(hào)?？蛇x地，所述變壓器副邊整流電路包括第一二極管，其陰極連接所述變壓器副邊繞組的同名端；第二二極管，其陰極連接所述變壓器副邊繞組的同名端；第三二極管，其陰極連接所述第一二極管的陽極，其陽極連接所述第一開關(guān)管的源極；第四二極管，其陰極連接所述第二二極管的陽極，其陽極連接所述第一開關(guān)管的源極；所述變壓器原邊整流電路包括第五二極管，其陽極連接所述交流輸入電源的一端，其陰極連接所述變壓器原邊繞組的同名端；第六二極管，其陽極連接所述交流輸入電源的另一端，其陰極連接所述變壓器原邊繞組的同名端。 可選地，所述變換器包括電感，其第一端連接輸入信號(hào)的正端；第一開關(guān)管，其輸入端連接所述電感的第二端，其輸出端連接所述輸入信號(hào)的負(fù)端;二極管，其陰極連接所述輸入信號(hào)的正端；第二開關(guān)管，其輸入端連接所述二極管的陽極，其輸出端連接所述輸入信號(hào)的負(fù)端;其中，所述電感的第二端和所述第二開關(guān)管的輸入端作為所述變換器的輸出端口，所述第一開關(guān)管和第二開關(guān)管的控制端接收外部的控制信號(hào)?？蛇x地，所述變換器還包括連接于所述輸出端口的負(fù)載?？蛇x地，所述負(fù)載為電阻負(fù)載、蓄電池或LED。可選地，所述變換器還包括連接于所述輸出端口的輸出電容?？蛇x地，所述變換器還包括整流橋，所述輸入信號(hào)為交流信號(hào)經(jīng)由所述整流橋整流后得到的正弦半波電壓信號(hào)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)本實(shí)用新型適用于集成的Buck/Buck-boost PFC電路和集成的Buck/Flyback PFC電路，通過對(duì)這兩種電路的控制可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)側(cè)輸入電流的高功率因數(shù)，本實(shí)用新型可以通過對(duì)現(xiàn)有功率因數(shù)校正控制電路改進(jìn)實(shí)現(xiàn)。

圖I是現(xiàn)有技術(shù)中ー種Buck PFC電路的電路圖；圖2是圖I所示的Buck PFC電路的信號(hào)波形圖；圖3是集成的Buck/Buck-boost PFC變換器電路圖；圖4是集成的Buck/Flyback PFC變換器電路；圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例的功率因數(shù)校正控制電路的電路圖6是應(yīng)用本實(shí)用新型實(shí)施例的功率因數(shù)校正控制電路的ー種功率因數(shù)校正裝置的電路圖；圖7為圖5所示的功率因數(shù)校正控制電路的信號(hào)波形圖；圖8為圖6中功率因數(shù)校正控制電路所控制的變換器的信號(hào)波形圖；圖9為應(yīng)用本實(shí)用新型實(shí)施例的功率因數(shù)校正控制電路的另一種功率因數(shù)校正裝置的電路圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)ー步說明，但不應(yīng)以此限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。圖5示出了本實(shí)施例的功率因數(shù)校正控制電路，該功率因數(shù)校正控制電路配置為與集成的Buck/Buck-boost PFC變換器電路和集成的Buck/Flyback PFC變換器電路配合使用。該功率因數(shù)校正控制電路包括輸入電壓采樣電路104，用于對(duì)Vin端ロ的輸入信號(hào)Vin進(jìn)行采樣；輸出電壓/電流反饋電路105，用于對(duì)FB端ロ的電壓/電流進(jìn)行反饋；相角檢測(cè)比較器Uc，其正輸入端連接輸入電壓采樣電路104的輸出端，其負(fù)輸入端接收基準(zhǔn)電壓；誤差放大網(wǎng)絡(luò)101,其輸入端與輸出電壓/電流反饋電路105的輸出端相連,用于對(duì)輸出電壓/電流反饋電路105輸出的采樣信號(hào)進(jìn)行放大后產(chǎn)生誤差放大信號(hào)；PFC控制器102，其第一輸入端與相角檢測(cè)比較器Uc的輸出端相連，其第二輸入端接收誤差放大網(wǎng)絡(luò)101產(chǎn)生的誤差放大信號(hào)；邏輯及驅(qū)動(dòng)電路103，連接PFC控制器102的輸出端和相角檢測(cè)比較器Uc的輸出端，根據(jù)相角檢測(cè)比較器Uc輸出的比較結(jié)果和PFC控制器102輸出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生控制信號(hào)，以切換變換器中的第一開關(guān)管和第二開關(guān)管的導(dǎo)通和關(guān)斷狀態(tài)。其中，相角檢測(cè)比較器Uc負(fù)輸入端接收的基準(zhǔn)電壓可以由第一基準(zhǔn)電壓源Vcri產(chǎn)生，或者通過對(duì)變換器輸出端ロ的電壓/電流采樣產(chǎn)生。進(jìn)ー步，誤差放大網(wǎng)絡(luò)101可以包括電阻Rf，其第一端連接輸出電壓/電流反饋電路105的輸出端；誤差放大器Uf，其負(fù)輸入端連接電阻Rf的第二端；第二基準(zhǔn)電壓源VMf，其一端連接誤差放大器Uf的正輸入端，另一端接地；電容Cf，其一端連接誤差放大器Uf的負(fù)輸入端，另一端連接誤差放大器Uf的輸出端。進(jìn)ー步，邏輯及驅(qū)動(dòng)電路103可以包括反相器Uk，其輸入端連接相角檢測(cè)比較器Uc的輸出端；第一與門Ua,其第一輸入端連接反相器Uk的輸出端,其第二輸入端連接PFC控制器102的輸出端；第ニ與門Ub,其第一輸入端連接反相器Uk的輸出端,其第二輸入端連接PFC控制器102的輸出端；第一驅(qū)動(dòng)電路Drvl，其輸入端連接第一與門Ua的輸出端，其輸出端連接控制電路輸出端口 Vei，用于產(chǎn)生控制信號(hào)中的一路信號(hào)；第二驅(qū)動(dòng)電路Drv2，其輸入端連接第二與門Ub的輸出端，其輸出端連接控制電路輸出端口 Ve2，用于產(chǎn)生控制信號(hào)中的另一路信號(hào)。其中，PFC控制器102可以是傳統(tǒng)的任意一種功率因數(shù)校正控制電路。圖6示出了本實(shí)施例的控制電路與集成的Buck/Buck-boost PFC變換器主電路構(gòu)成的功率因數(shù)校正裝置的電路圖，其中變換器主電路為集成的Buck/Buck-boost PFC變換器電路，其主要包括整流橋BI、電感L、第一開關(guān)管Q2、第二開關(guān)管Q1、二極管D。、輸出電容C。、負(fù)載RlMd。其中，整流橋BI的兩個(gè)輸入端分別接交流輸入兩端，整流橋BI的正輸出端連 接電感L的第一端，電感L的第二端作為輸出端口的一端來連接輸出電容C。和負(fù)載Rlrad的一端；第一開關(guān)管Q2的輸入端連接電感L的第二端，輸出端連接整流橋BI的負(fù)輸出端，控制端接收外部的控制信號(hào)；二極管D。的陰極連接整流橋BI的正輸出端，陽極連接第二開關(guān)管Q1的輸入端；第二開關(guān)管Ql的輸入端連接二極管D。的陽極，輸出端連接整流橋BI的負(fù)輸出端，控制端接收外部的控制信號(hào)，第二開關(guān)管Q1的輸入端作為輸出端口的另一端來連接輸出電容C。和負(fù)載Rlrad的另一端,整流橋BI的負(fù)輸出端、第一開關(guān)管Q2的輸出端和第二開關(guān)管Ql的輸出端接地。第一開關(guān)管Q2可以是各種適當(dāng)類型的開關(guān)器件，優(yōu)選為MOSFET晶體管、三極管和IGBT晶體管。第二開關(guān)管Q1可以是電流單向流動(dòng)的開關(guān)器件或組合開關(guān)電路，優(yōu)選為三極管、MOSFET晶體管和二極管組成的單向開關(guān)、IGBT晶體管和二極管組成的單向開關(guān)。負(fù)載Rltjad可以是電阻負(fù)載、蓄電池、LED或者后級(jí)電路等。輸出電容C?？梢栽谀承┚唧w實(shí)施例中省去，如負(fù)載Rltjad為蓄電池或LED時(shí)可以省去。其中，控制電路為上述實(shí)用新型中所描述的電路結(jié)構(gòu)，內(nèi)部連接圖如前文所述?？刂齐娐返腣in端口接變換器主電路整流橋BI的正輸出端，控制電路的FB端口接輸出反饋信號(hào)，控制電路的Vei端口連接變換器主電路第二開關(guān)管Q1的控制端，控制電路的Ve2端口連接主電路第一開關(guān)管Q2的控制端。圖6所示的功率因數(shù)校正裝置在工作時(shí)的主要信號(hào)波形如圖7所示，獲得的輸入電流波形如圖8所示。圖6所示的功率因數(shù)校正裝置的工作過程大致如下交流輸入信號(hào)Va。經(jīng)整流橋BI之后產(chǎn)生正向交流半波電壓信號(hào)Vin，輸入電壓采樣電路104檢測(cè)到的交流半波電壓信號(hào)Vin與設(shè)定的電壓基準(zhǔn)Vrai (Vcri 一般設(shè)定使得當(dāng)輸入電壓Vin高于或低于輸出電壓V。時(shí)進(jìn)行兩種工作模式的切換，如圖8所示)進(jìn)行比較，產(chǎn)生比較結(jié)果Vph ;邏輯及驅(qū)動(dòng)電路103根據(jù)比較結(jié)果Vph以及PFC控制器102產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)信號(hào)Ve產(chǎn)生三極管Q1和MOS管Q2的驅(qū)動(dòng)信號(hào)Vei和Ve2 ;在交流半波電壓信號(hào)Vin小于輸出電壓V。的區(qū)間,驅(qū)動(dòng)信號(hào)Vei為O,三極管Q1處于常關(guān)狀態(tài)，驅(qū)動(dòng)信號(hào)Ve2信號(hào)與Ve相同，控制MOS管Q2不停通斷，使變換器工作在Buck-boost模式；在交流半波電壓信號(hào)Vin大于輸出電壓V。的區(qū)間,驅(qū)動(dòng)信號(hào)Ve2為O, MOS管Q2處于常關(guān)狀態(tài)，驅(qū)動(dòng)信號(hào)Vei信號(hào)與Ve相同，控制三極管Q1不停通斷，使變換器工作在Buck模式；誤差放大網(wǎng)絡(luò)101將檢測(cè)到的輸出電壓信號(hào)與設(shè)定的基準(zhǔn)信號(hào)(本實(shí)施例中具體為基準(zhǔn)電壓U進(jìn)行比較，當(dāng)反饋的輸出信號(hào)k2 · Vfb (Vfb為FB端ロ電壓)低于基準(zhǔn)電壓V,ef時(shí)，誤差放大器Uf的輸出電壓上升，經(jīng)PFC控制器105使得輸出信號(hào)Ve的占空比增カロ。反之，當(dāng)反饋的輸出信號(hào)k2 · Vfb高于基準(zhǔn)電壓VMf時(shí)，誤差放大器Uf輸出電壓下降，經(jīng)PFC控制器102使得輸出信號(hào)Ve的占空比減小，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出電壓或輸出電流的穩(wěn)壓或恒流。圖9所示為本實(shí)施例的控制電路與集成的Buck/Flyback PFC變換器主電路構(gòu)成的功率因數(shù)校正裝置的實(shí)施例電路圖，其中變換器主電路包括交流輸入電源Va。、變壓器原邊整流電路、變壓器副邊整流電路、變壓器T、輸出ニ極管D。、開關(guān)管Q1、開關(guān)管Q2,輸出電容器C。以及負(fù)載Rltjad，變壓器原邊整流電路主要用于將輸入的交流電壓整流成波形為正弦半波的電壓波形，變壓器副邊整流電路主要用于將輸入的交流電壓整流成波形為正弦半波的電壓波形，本實(shí)施例中，所述變壓器副邊整流電路具體包括ニ極管Dl至D4，變壓器原邊整流電路包括ニ極管D5至D6。 其中，交流輸入電源Va。的一端接ニ極管D1的陽極、ニ極管D3的陰極和ニ極管D5的陽極，交流輸入電源Va。的另一端接ニ極管D2的陽極、ニ極管D4的陰極和ニ極管D6的陽極，ニ極管D1的陰極接ニ極管D2的陰極、輸出ニ極管D。的陰極和變壓器T副邊繞組的同名端，變壓器T副邊繞組的異名端接輸出電容器C。的正端和負(fù)載Rltjad的一端，輸出電容器C。的負(fù)端接負(fù)載Rlrad的另一端、開關(guān)管Q1的漏極和輸出ニ極管D。的陽極，ニ極管D3的陽極接ニ極管D4的陽極、開關(guān)管Q1的源極和開關(guān)管Q2的源扱，ニ極管D5的陰極接ニ極管D6的陰極和變壓器T原邊繞組的同名端，變壓器T原邊繞組的異名端接開關(guān)管Q2的漏扱。其中，控制電路為本實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)，內(nèi)部連接圖如前文所述?？刂齐娐返腣in端ロ接主電路整流橋的正輸出端，控制電路的FB端ロ接輸出反饋信號(hào)，控制電路的Vei端ロ連接主電路第二開關(guān)管Q1的控制端，控制電路的Ve2端ロ連接主電路第一開關(guān)管Q2的控制端。圖9所示的功率因數(shù)校正裝置的工作過程大致如下交流輸入信號(hào)Va。經(jīng)ニ極管D1、ニ極管D2、ニ極管D3和ニ極管D4整流之后產(chǎn)生正向交流半波電壓信號(hào)Vinl，輸入電壓采樣電路104檢測(cè)到的交流半波電壓信號(hào)Vinl與設(shè)定的電壓基準(zhǔn)Vrai進(jìn)行比較，產(chǎn)生比較結(jié)果Vph ;邏輯及驅(qū)動(dòng)電路103根據(jù)比較結(jié)果Vph以及PFC控制器102產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)信號(hào)Ve產(chǎn)生開關(guān)管Q1和開關(guān)管Q2的驅(qū)動(dòng)信號(hào)Vei和Ve2 ;在交流半波電壓信號(hào)Vin小于輸出電壓V。的區(qū)間，驅(qū)動(dòng)信號(hào)Vei為0，三極管Q1處于常關(guān)狀態(tài)，驅(qū)動(dòng)信號(hào)Ve2信號(hào)與Ve相同，控制開關(guān)管Q2不停通斷，使變換器工作在Flyback模式；在交流半波電壓信號(hào)Vin大于輸出電壓V。的區(qū)間，驅(qū)動(dòng)信號(hào)Ve2為O,開關(guān)管Q2處于常關(guān)狀態(tài)，驅(qū)動(dòng)信號(hào)Vei信號(hào)與Ve相同,控制三極管Q1不停通斷，使變換器工作在Buck模式；誤差放大網(wǎng)絡(luò)101將檢測(cè)到的輸出電壓信號(hào)與設(shè)定的基準(zhǔn)信號(hào)(本實(shí)施例中具體為基準(zhǔn)電壓U進(jìn)行比較，當(dāng)反饋的輸出信號(hào)k2 · Vfb低于基準(zhǔn)電壓V,ef時(shí)，誤差放大器Uf的輸出電壓上升，經(jīng)PFC控制器105使得輸出信號(hào)Ve的占空比增加。反之，當(dāng)反饋的輸出信號(hào)k2 · Vfb高于基準(zhǔn)電壓VMf時(shí)，誤差放大器Uf輸出電壓下降，經(jīng)PFC控制器102使得輸出信號(hào)Ve的占空比減小，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出電壓或輸出電流的穩(wěn)壓或恒流。[0082] 本實(shí)用新型雖然以較佳實(shí)施例公開如上，但其并不是用來限定本實(shí)用新型，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，都可以做出可能的變動(dòng)和修改，因此本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以本實(shí)用新型 權(quán)利要求所界定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種功率因數(shù)校正控制電路，配置為與變換器配合使用，其特征在于，包括 輸入電壓采樣電路，用于對(duì)所述變換器的輸入信號(hào)進(jìn)行采樣； 輸出電壓/電流反饋電路，用于對(duì)所述變換器的輸出端口的電壓/電流進(jìn)行反饋； 相角檢測(cè)比較器，其正輸入端連接所述輸入電壓采樣電路的輸出端，其負(fù)輸入端接收基準(zhǔn)電壓； 誤差放大網(wǎng)絡(luò)，其輸入端與所述輸出電壓/電流反饋電路的輸出端相連，用于對(duì)所述輸出電壓/電流反饋電路輸出的采樣信號(hào)進(jìn)行放大后產(chǎn)生誤差放大信號(hào)； PFC控制器，其第一輸入端與所述相角檢測(cè)比較器的輸出端相連，其第二輸入端接收所述誤差放大網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的誤差放大信號(hào)； 邏輯及驅(qū)動(dòng)電路，連接所述PFC控制器的輸出端和相角檢測(cè)比較器的輸出端，根據(jù)所述相角檢測(cè)比較器輸出的比較結(jié)果和所述PFC控制器輸出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生控制信號(hào)并輸出至所述變換器。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的功率因數(shù)校正控制電路，其特征在于，所述基準(zhǔn)電壓由第一基準(zhǔn)電壓源產(chǎn)生或者通過對(duì)所述變換器輸出端口的電壓/電流采樣產(chǎn)生。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的功率因數(shù)校正控制電路，其特征在于，所述誤差放大網(wǎng)絡(luò)包括 電阻，其第一端連接所述輸出電壓/電流反饋電路的輸出端； 誤差放大器，其負(fù)輸入端連接所述電阻的第二端； 第二基準(zhǔn)電壓源，其一端連接所述誤差放大器的正輸入端，另一端接地； 電容，其一端連接所述誤差放大器的負(fù)輸入端，另一端連接所述誤差放大器的輸出端。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的功率因數(shù)校正控制電路，其特征在于，所述邏輯及驅(qū)動(dòng)電路包括 反相器，其輸入端連接所述相角檢測(cè)比較器的輸出端； 第一與門，其第一輸入端連接所述反相器的輸出端，其第二輸入端連接所述PFC控制器的輸出端； 第二與門，其第一輸入端連接所述反相器的輸出端，其第二輸入端連接所述PFC控制器的輸出端； 其中，所述第一與門和第二與門的輸出端產(chǎn)生所述控制信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的功率因數(shù)校正控制電路，其特征在于，所述邏輯及驅(qū)動(dòng)電路還包括 第一驅(qū)動(dòng)電路，其輸入端連接所述第一與門的輸出端，其輸出端對(duì)所述控制信號(hào)緩沖后輸出。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的功率因數(shù)校正控制電路，其特征在于，所述邏輯及驅(qū)動(dòng)電路還包括 第二驅(qū)動(dòng)電路，其輸入端連接所述第二與門的輸出端，其輸出端對(duì)所述控制信號(hào)緩沖后輸出。
7.—種功率因數(shù)校正裝置，其特征在于，包括權(quán)利要求I至6中任一項(xiàng)所述的功率因數(shù)校正控制電路以及與其耦合的變換器。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的功率因數(shù)校正裝置，其特征在于，所述變換器包括交流輸入電源、變壓器原邊整流電路、變壓器副邊整流電路、變壓器、輸出二極管、第一開關(guān)管、第二開關(guān)管、輸出電容器、負(fù)載，其中，所述交流輸入電源兩端連接所述變壓器原邊整流電路的輸入端，所述變壓器原邊整流電路的輸出端連接所述變壓器原邊繞組的同名端，所述變壓器原邊整流電路將輸入的交流電壓整流成波形為正弦半波的電壓波形，，所述變壓器副邊繞組的異名端連接所述輸出電容的正端和負(fù)載的一端，所述輸出電容的負(fù)端連接所述負(fù)載的另一端，所述第一開關(guān)管的漏極連接所述輸出二極管的陽極，所述第一開關(guān)管的源極連接所述第二開關(guān)管的源極，所述變壓器原邊繞組的異名端連接所述第二開關(guān)管的漏極，所述變壓器副邊整流電路的一端連接所述第一開關(guān)管的源極，另一端連接所述變壓器副邊繞組的同名端，所述變壓器副邊整流電路將輸入的交流電壓整流成波形為正弦半波的電壓波形，所述第一開關(guān)管和第二開關(guān)管的柵極接收所述功率因數(shù)校正控制電路輸出的控制信號(hào)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的功率因數(shù)校正裝置，其特征在于，所述變壓器副邊整流電路包括 第一二極管，其陰極連接所述變壓器副邊繞組的同名端； 第二二極管，其陰極連接所述變壓器副邊繞組的同名端； 第三二極管，其陰極連接所述第一二極管的陽極，其陽極連接所述第一開關(guān)管的源極； 第四二極管，其陰極連接所述第二二極管的陽極，其陽極連接所述第一開關(guān)管的源極； 所述變壓器原邊整流電路包括 第五二極管，其陽極連接所述交流輸入電源的一端，其陰極連接所述變壓器原邊繞組的同名端； 第六二極管，其陽極連接所述交流輸入電源的另一端，其陰極連接所述變壓器原邊繞組的同名端。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的功率因數(shù)校正裝置，其特征在于，所述變換器包括 電感，其第一端連接輸入信號(hào)的正端； 第一開關(guān)管，其輸入端連接所述電感的第二端，其輸出端連接所述輸入信號(hào)的負(fù)端； 二極管，其陰極連接所述輸入信號(hào)的正端； 第二開關(guān)管，其輸入端連接所述二極管的陽極，其輸出端連接所述輸入信號(hào)的負(fù)端；其中，所述電感的第二端和所述第二開關(guān)管的輸入端作為所述變換器的輸出端口，所述第一開關(guān)管和第二開關(guān)管的控制端接收外部的控制信號(hào)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的功率因數(shù)校正裝置，其特征在于，所述變換器還包括連接于所述輸出端口的負(fù)載。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的功率因數(shù)校正裝置，其特征在于，所述負(fù)載為電阻負(fù)載、蓄電池或LED。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的功率因數(shù)校正裝置，其特征在于，所述變換器還包括連接于所述輸出端口的輸出電容。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的功率因數(shù)校正裝置，其特征在于，所述變換器還包括整流橋，所述輸入信號(hào)為交流信號(hào)經(jīng)由所述整流橋整流后得到的正弦半波電壓信號(hào)。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種功率因數(shù)校正控制電路及包含其的功率因數(shù)校正裝置。功率因數(shù)校正控制電路，包括輸入電壓采樣電路，用于對(duì)變換器輸入信號(hào)進(jìn)行采樣；輸出電壓/電流反饋電路，用于對(duì)輸出端口的電壓/電流進(jìn)行反饋；相角檢測(cè)比較器，其正輸入端連接輸入電壓采樣電路的輸出端，其負(fù)輸入端接收基準(zhǔn)電壓；誤差放大網(wǎng)絡(luò)，用于對(duì)輸出電壓/電流反饋電路輸出的采樣信號(hào)進(jìn)行放大；PFC控制器，其第一輸入端與相角檢測(cè)比較器的輸出端相連，其第二輸入端接收誤差放大網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的誤差放大信號(hào)；邏輯及驅(qū)動(dòng)電路，根據(jù)相角檢測(cè)比較器輸出的比較結(jié)果和PFC控制器輸出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生控制信號(hào)。本實(shí)用新型適用于集成的Buck/Buck-boost PFC電路和Buck/Flyback PFC電路。
文檔編號(hào)H02M1/42GK202652059SQ20122028468
公開日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2012年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月13日
發(fā)明者謝小高, 葉美盼, 吳建興 申請(qǐng)人:杭州士蘭微電子股份有限公司