功率因數(shù)校正電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種對AC電壓的功率因數(shù)進行校正的功率因數(shù)校正電路。所述功率因數(shù)校正電路包括：整流單元，其在瞬態(tài)停止對AC電壓進行整流并且在穩(wěn)態(tài)通過對AC電壓進行整流來產(chǎn)生經(jīng)整流的電壓；功率因數(shù)校正單元，其通過對所述經(jīng)整流的電壓進行校正來產(chǎn)生功率因數(shù)校正后的電壓；平滑單元，其通過對所述功率因數(shù)校正后的電壓進行平滑來產(chǎn)生經(jīng)平滑的電壓；以及浪涌電流限制單元，其在瞬態(tài)通過限制由AC電壓所產(chǎn)生的浪涌電流來提供受限電流并且停止將電流提供至所述平滑單元。
【專利說明】功率因數(shù)校正電路
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請根據(jù)35U.S.C.119和35U.S.C.365要求于2013年9月2日遞交的申請?zhí)枮?0-2013-0104934的韓國專利申請的優(yōu)先權，其全部內(nèi)容通過引用合并于此。

【技術領域】
[0003]本公開涉及一種通過限制在AC電力連接的初始狀態(tài)時發(fā)生的浪涌電流來保護電路裝置的功率因數(shù)校正電路。

【背景技術】
[0004]由于在AC電路中電壓和電流的相位不一定彼此相等，因此不是所有它們的乘積都將變成待使用的有效功率。電壓和電流的乘積與有功功率(即，待使用的有效功率)之比稱為功率因數(shù)。如果由于發(fā)生許多傳輸功率損耗而使得功率因數(shù)為較小，則用于防止該損耗的功率因數(shù)校正電路被廣泛用于各種電子裝置。此外，這種功率因數(shù)校正電路的安裝在一些國家成為強制性的。
[0005]用于對電動車輛的電池充電的充電裝置要求功率因數(shù)校正電路。在電池初始充電時，由于在功率因數(shù)校正電路中的平滑單元的電容器還未充電，因此發(fā)生浪涌電流。浪涌電流指當電力被施加至配電線或電子裝置時高于正常電流的流動電流。關于浪涌電流，一接通電力，相應于數(shù)倍或數(shù)十倍正常電流的電流就流動并逐漸減小，隨后在達到穩(wěn)態(tài)時消失。如果是像這樣的這種浪涌電流流動，高于裝置的最大容許電流的電流在電路中流動。其結(jié)果是，可能發(fā)生故障和失靈。因而，需要用于限制浪涌電流的裝置。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]實施例提供這樣一種功率因數(shù)校正電路:其用于當使用諸如電動車輛充電裝置的功率因數(shù)校正電路時，保護電路中的裝置免受在施加AC電壓的初始狀態(tài)時發(fā)生的浪涌電流的影響。
[0007]在一個實施例中，對AC電壓的功率因數(shù)進行校正的功率因數(shù)校正電路包括:整流單元，其在瞬態(tài)停止對AC電壓進行整流并且在穩(wěn)態(tài)通過對AC電壓進行整流來產(chǎn)生經(jīng)整流的電壓；功率因數(shù)校正單元，其通過對經(jīng)整流的電壓進行校正來產(chǎn)生功率因數(shù)校正后的電壓；平滑單元，其通過對所述功率因數(shù)校正后的電壓進行平滑來產(chǎn)生經(jīng)平滑的電壓；以及浪涌電流限制單元，其在瞬態(tài)通過限制由AC電壓所產(chǎn)生的浪涌電流來提供受限電流并且停止將電流提供至所述平滑單元。
[0008]在另一實施例中，功率因數(shù)校正電路包括:多個橋式二極管；功率因數(shù)校正單元，其具有連接到所述多個橋式二極管的輸出端子的輸入端子；平滑電容器，其具有連接到所述功率因數(shù)校正單元的輸出端子的一端；開關，其具有施加了 AC電壓的一端；二極管，其一端連接到所述開關的另一端；電阻器，其一端連接到所述二極管的另一端；以及電流控制信號產(chǎn)生單元，其在瞬態(tài)接通所述開關并且防止電流流入所述多個橋式二極管之中的兩個上部橋式二極管，以允許所述電阻器將被限制大小的電流提供至所述平滑電容器。
[0009]在進一步的另一實施例中，一種對功率因數(shù)校正電路進行操作的方法，所述功率因數(shù)校正電路對AC電壓的功率因數(shù)進行校正，所述方法包括:確定所述功率因數(shù)校正電路是否處在瞬態(tài)；當所述功率因數(shù)校正電路處在瞬態(tài)時限制由AC電壓產(chǎn)生的浪涌電流；當功率因數(shù)校正電路處在穩(wěn)態(tài)時通過對AC電壓進行整流來產(chǎn)生經(jīng)整流的電壓；通過對所述經(jīng)整流的電壓進行功率因數(shù)校正來產(chǎn)生功率因數(shù)校正后的電壓；以及通過對所述功率因數(shù)校正后的電壓進行平滑來產(chǎn)生經(jīng)平滑的電壓。
[0010]在以下附圖和說明書中闡明了一個以上實施例的細節(jié)。從說明書和附圖中以及從權利要求書中，其他特征將是顯而易見的。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的功率因數(shù)校正電路的框圖。
[0012]圖2是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的功率因數(shù)校正電路的電路圖。
[0013]圖3是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的功率因數(shù)校正電路的操作的流程圖。
[0014]圖4是示出根據(jù)本發(fā)明另一實施例的功率因數(shù)校正電路的框圖。
[0015]圖5是示出根據(jù)本發(fā)明另一實施例的功率因數(shù)校正電路的電路圖。
[0016]圖6是示出根據(jù)本發(fā)明另一實施例的功率因數(shù)校正電路的操作的流程圖。
[0017]圖7是示出根據(jù)本發(fā)明另一實施例的功率因數(shù)校正電路的框圖。
[0018]圖8是示出根據(jù)本發(fā)明另一實施例的功率因數(shù)校正電路的電路圖。
[0019]圖9是示出根據(jù)本發(fā)明另一實施例的功率因數(shù)校正電路的操作的流程圖。

【具體實施方式】
[0020]在下文中，為了使本領域技術人員易于實現(xiàn)本發(fā)明，將參照附圖更詳細地描述本發(fā)明的實施例。本發(fā)明可以以不同形式實現(xiàn)，并且不限于在此描述的實施例。此外，為了不多余地模糊本發(fā)明的主旨，將取消與公知的功能或構造相關的詳細描述。相似的附圖標記始終指相似的元件。
[0021]此夕卜，在整個說明書中，“包含(include)，，、"包括(comprise) ”、“包含(including) ”、或“包括(comprising) ”的含義指定了屬性、區(qū)域、固定數(shù)字、步驟、過程、元件和/或部件但不排除其他屬性、區(qū)域、固定數(shù)字、步驟、過程、元件和/或部件。
[0022]在下文中，將參照圖1至圖3描述根據(jù)本發(fā)明實施例的功率因數(shù)校正電路。
[0023]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的功率因數(shù)校正電路的框圖。
[0024]參照圖1，功率因數(shù)校正電路100包括AC電壓產(chǎn)生單元110、浪涌電流限制單元120、AC噪聲去除單元130、整流單元140、功率因數(shù)校正單元150、平滑單元160、DC/DC轉(zhuǎn)換器170以及電池180。
[0025]功率因數(shù)校正單元150對功率因數(shù)進行校正。
[0026]DC/DC轉(zhuǎn)換器170將經(jīng)平滑的電壓轉(zhuǎn)換成充電所需的電壓的大小。
[0027]電池180由經(jīng)轉(zhuǎn)換的電壓充電。
[0028]將參照圖2更詳細地描述功率因數(shù)校正電路100的其他部件。
[0029]圖2是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的功率因數(shù)校正電路的電路圖。
[0030]AC電壓產(chǎn)生單元110產(chǎn)生AC電壓。
[0031]浪涌電流限制單元120包括負溫度系數(shù)(NTC)熱敏電阻器Rn115 NTC熱敏電阻器Rn1具有一端，在該端處，在AC電壓產(chǎn)生單元110的一端處產(chǎn)生的AC電壓被施加。
[0032]NTC熱敏電阻器Rn1指的是具有負溫度系數(shù)和持續(xù)變化的電阻的熱敏電阻器。當AC電壓初次供應至電路而發(fā)生浪涌電流時，由于電路中溫度較低，因此NTC熱敏電阻器Rn1具有高電阻值。因此，由于NTC熱敏電阻器Rn1的電阻值，電路中的內(nèi)電阻的大小增加，因而根據(jù)歐姆定律(即，V= IR(V:電壓1:電流R:電阻))，浪涌電流的大小降低。通過這個，可以保護電路中的裝置免受浪涌電流影響。此外，當電路進入穩(wěn)態(tài)時，由于電路中的溫度增力口，因此NTC熱敏電阻器Rn1具有很小的電阻值。因此，電路中的等效電阻的大小與不連接NTC熱敏電阻器Rn1的情況相比不會顯著不同，使得浪涌電流限制單元120較少地影響處于穩(wěn)態(tài)的功率因數(shù)校正電路的原始功能。穩(wěn)態(tài)指的是在瞬態(tài)響應消失后最后達到的穩(wěn)態(tài)。
[0033]AC噪聲去除單元130包括電容器Cn。電容器C11的一端連接到NTC熱敏電阻器Rn1的另一端并且電容器C11的另一端連接到AC電壓產(chǎn)生單元110的另一端。AC噪聲去除單元130去除AC電壓的噪聲。
[0034]整流單元140可以包括多個二極管。如圖2所示，整流單元140包括四個二極管。四個二極管被橋式連接。在橋式連接的四個二極管之中的左下二極管D13的一端連接到AC噪聲去除單元130的電容器C11的另一端并且左下二極管D13的另一端接地。在橋式連接的四個二極管之中的右下二極管D14的一端連接到AC噪聲去除單元130的電容器C11的一端并且右下二極管D14的另一端接地。在橋式連接的四個二極管之中的左上二極管D11的一端連接到AC噪聲去除單元130的電容器C11的另一端并且左上二極管D11的另一端連接到左下二極管D13的一端。在橋式連接的四個二極管之中的右上二極管D12的一端連接到左上二極管D11的另一端并且右上二極管D12的另一端連接到右下二極管D14的一端。整流單元140對已去除了噪聲的AC電壓進行整流以具有相同極性并輸出它。
[0035]功率因數(shù)校正單元150包括電感器LpMOSFET開關SW1以及二極管D15。電感器L1的一端連接到在整流單元140中的右上二極管D12的一端。MOSFET開關SW1的一端連接到電感器L1的另一端并且MOSFET開關SW1的另一端接地。二極管D15的一端連接到電感器L1的另一端。功率因數(shù)校正單元150通過對經(jīng)整流的電壓進行功率因數(shù)校正來產(chǎn)生功率因數(shù)校正后的電壓。功率因數(shù)校正單元150可以具體為升壓變流器。升壓變流器重復執(zhí)行切換以將經(jīng)整流的電壓的大小保持不變并且使電流和電壓的相位相等。即，電流的流動通過允許電流流動預定時間隨后停止預定時間的方法來調(diào)整。通過用于使電壓的相位等于電流的相位的這種操作，校正了功率因數(shù)。
[0036]平滑單元160包括一個電容器C12。特別地，電容器C12可以是電解質(zhì)電容器。電容器C12的一端連接到二極管D15的另一端并且電容器C12的另一端接地。根據(jù)本發(fā)明的一實施例，平滑單元160可以包括多個電容器。多個電容器中的每一個電容器的一端連接到二極管D15的另一端并且多個電容器中的每一個電容器的另一端接地。平滑單元160通過從功率因數(shù)校正后的電壓中去除紋波而產(chǎn)生DC電壓。S卩，平滑單元160對功率因數(shù)校正后的電壓進行平滑。
[0037]在這樣的實施例中，如果NTC熱敏電阻器的溫度增加，則NTC熱敏電阻器具有小的電阻值。然而，由于NTC熱敏電阻器的電阻值不會完全消失，因此發(fā)生與功率因數(shù)校正無關的功率損耗，使得功率因數(shù)校正電路的效率降低。
[0038]圖3是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的功率因數(shù)校正電路的操作的流程圖。
[0039]在操作SlOl中，AC電壓產(chǎn)生單元110產(chǎn)生AC電壓。
[0040]在操作S103中，浪涌電流限制單元120根據(jù)NTC熱敏電阻器Rn1的溫度來限制浪涌電流。NTC熱敏電阻器Rn1的電阻值根據(jù)溫度而變化。因而，在低溫當NTC熱敏電阻器Rn1的電阻值為高的時浪涌被限制，并且浪涌還由于在施加AC電壓的初始時刻時的低溫而被限制。
[0041]在操作S105中，AC噪聲去除單元130去除AC電壓的噪聲。
[0042]在操作S107中，整流單元140對已去除了噪聲的AC電壓進行整流以產(chǎn)生經(jīng)整流的電壓。
[0043]在操作S109中，功率因數(shù)校正單元150通過對經(jīng)整流的電壓進行功率因數(shù)校正來產(chǎn)生功率因數(shù)校正后的電壓。
[0044]在操作Slll中，平滑單元160對功率因數(shù)校正后的電壓進行平滑。
[0045]在下文中，將參照圖4至圖6來描述根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的功率因數(shù)校正電路。
[0046]圖4是示出根據(jù)本發(fā)明另一實施例的功率因數(shù)校正電路的框圖。
[0047]功率因數(shù)校正電路200包括AC電壓產(chǎn)生單元210、浪涌電流限制單元220、AC噪聲去除單元230、整流單元240、功率因數(shù)校正單元250、平滑單元260、DC/DC轉(zhuǎn)換器270、電池280以及用于浪涌電流限制單元的控制信號產(chǎn)生單元290。除了功率因數(shù)校正電路200包括用于浪涌電流限制單元的控制信號產(chǎn)生單元290之外，其他部件與圖1中的那些是一樣的。
[0048]用于浪涌電流限制單元的控制信號產(chǎn)生單元290產(chǎn)生控制信號并且控制在浪涌電流限制單元220中的開關。
[0049]將參照圖5更詳細地描述功率因數(shù)校正電路200的其他部件。
[0050]圖5是示出根據(jù)本發(fā)明另一實施例的功率因數(shù)校正電路的電路圖。
[0051]除了浪涌電流限制單元220的電路之外，圖5的電路圖與圖2的電路圖相同并且如參照圖4所描述的，圖5的電路圖進一步包括用于浪涌電流限制單元的控制信號產(chǎn)生單元 290。
[0052]在圖5的實施例中，浪涌電流限制單元220包括繼電器開關SWk和NTC熱敏電阻器Rn10 NTC熱敏電阻器Rn1具有施加了 AC電壓的一端和連接到AC噪聲去除單元230的電容器C11的一端的另一端。繼電器開關SWk具有施加了 AC電壓的一端和連接到AC噪聲去除單兀230的電容器C11的一端的另一端。
[0053]繼電器開關SWk由用于浪涌電流限制單元的控制信號來控制。當浪涌電流在施加AC電壓的初始時刻流動時，用于浪涌電流限制單元的控制信號產(chǎn)生單元290斷開繼電器開關SWk以限制浪涌電流。當電路達到穩(wěn)態(tài)時，由于不太可能發(fā)生浪涌電流，因此用于浪涌電流限制單元的控制信號產(chǎn)生單元290接通繼電器開關SWkW防止電流流入NTC熱敏電阻器。在這點上，功率因數(shù)校正電路是否達到穩(wěn)態(tài)是根據(jù)是否經(jīng)過了預定參考時間來確定的。在功率因數(shù)校正電路200的情況下，由于通常在數(shù)秒內(nèi)達到穩(wěn)態(tài)，因此參考時間可以設定為2秒至3秒的時間。
[0054]根據(jù)圖5的實施例，在繼電器開關SWk不具有電阻值的理想情況下，與圖2的實施例不同，當電路進入穩(wěn)態(tài)時，沒有電流流入NTC熱敏電阻器Rn115其結(jié)果是，不發(fā)生功率損耗。然而，在包含具有自身電阻部件的繼電器開關SWk的實際電路中，即使繼電器開關SWk被接通，一些電流也會流入NTC熱敏電阻器Rn115其結(jié)果是，發(fā)生功率損耗。為了完全防止這種功率損耗，將一個繼電器開關連接到NTC熱敏電阻器Rn1的一端。隨后，當浪涌電流流入電路時接通該繼電器開關并且當電路進入穩(wěn)態(tài)時斷開該繼電器開關。然而，如果如上所述地增加繼電器開關,則要求額外的費用并且增大了電路的體積。此外，由于開關SWk要求機械觸點，因此限制了其壽命。而且，當繼電器開關SWk在諸如功率變換器的高溫環(huán)境中工作時，操作的可靠性和壽命也較低。
[0055]圖6是示出根據(jù)本發(fā)明另一實施例的功率因數(shù)校正電路的操作的流程圖。
[0056]在操作S201中，AC電壓產(chǎn)生單元210產(chǎn)生AC電壓。
[0057]在操作S203中，用于浪涌電流限制單元的控制信號產(chǎn)生單元290確定功率因數(shù)校正電路200是否處在瞬態(tài)。瞬態(tài)指的是在進入穩(wěn)態(tài)之前的狀態(tài)，即，電路表現(xiàn)出瞬態(tài)響應的狀態(tài)。
[0058]如果功率因數(shù)校正電路200處在瞬態(tài)，則在操作S205中，用于浪涌電流限制單元的控制信號產(chǎn)生單元290產(chǎn)生控制信號以斷開浪涌電流限制單元220中的開關。
[0059]如果在浪涌電流限制單元220中的開關被接通，則在操作S207中，浪涌電流限制單元220根據(jù)電路中的溫度來限制浪涌電流。
[0060]如果功率因數(shù)校正電路200處在穩(wěn)態(tài)，則在操作S209中，用于浪涌電流限制單元的控制信號產(chǎn)生單元290產(chǎn)生控制信號以斷開浪涌電流限制單元220中的開關。
[0061]在操作S211中，AC噪聲去除單元230去除AC電壓的噪聲。
[0062]在操作S213中，整流單元240對已去除了噪聲的AC電壓進行整流以產(chǎn)生經(jīng)整流的電壓。
[0063]在操作S215中，功率因數(shù)校正單元250通過對經(jīng)整流的電壓進行功率因數(shù)校正來產(chǎn)生功率因數(shù)校正后的電壓。
[0064]在操作S217中，平滑單元260對功率因數(shù)校正后的電壓進行平滑。
[0065]在下文中，將參照圖7至圖9來描述根據(jù)本發(fā)明另一實施例的功率因數(shù)校正電路和設計方法。
[0066]圖7是示出根據(jù)本發(fā)明另一實施例的功率因數(shù)校正電路的框圖。
[0067]功率因數(shù)校正電路300包括AC電壓產(chǎn)生單元310、浪涌電流限制單元320、AC噪聲去除單元330、整流單元340、功率因數(shù)校正單元350、平滑單元360、DC/DC轉(zhuǎn)換器370、電池380以及電流控制信號產(chǎn)生單元390。
[0068]浪涌電流限制單元320在瞬態(tài)限制由AC電壓產(chǎn)生的浪涌電流并且將受限的浪涌電流提供至平滑單元360，并隨后，在穩(wěn)態(tài)停止提供電流。
[0069]整流單元340在瞬態(tài)停止對AC電壓進行整流，并且在穩(wěn)態(tài)對AC電壓進行整流以產(chǎn)生經(jīng)整流的電壓。
[0070]電流控制信號產(chǎn)生單元390產(chǎn)生用于控制浪涌電流限制單元320和整流單元340的信號。
[0071]將參照圖8更詳細地描述功率因數(shù)校正電路300的其他部件。
[0072]圖8是示出根據(jù)本發(fā)明另一實施例的功率因數(shù)校正電路的框圖。
[0073]AC電壓產(chǎn)生單元310產(chǎn)生AC電壓。
[0074]浪涌電流限制單元320包括二極管、開關以及電阻器。二極管具有施加有AC電壓的一端。開關連接到二極管的另一端。電阻器R連接到開關的另一端。
[0075]特別地，二極管和開關可以用包含二極管和開關功能的可控硅整流器(SCR)SD31來替代。如果二極管和開關用SCR SD31替代，則減小了電路所要求的裝置的大小，使得可以使電路小型化。此外，由于SCR SD31與一般的開關相比保證了更長的壽命，因此可以延長電路的壽命。此外，由于二極管和SCR SD31的價格幾乎沒有差異，因此電路制造費用與使用額夕卜的開關相比可以進一步降低。
[0076]當電路處在瞬態(tài)時，即，當接通SCR SD31時，浪涌電流流入浪涌電流限制單元320。由于在浪涌電流限制單元320中存在電阻器R，所以與SCRSD31斷開時相比，在功率因數(shù)校正電路中的總的內(nèi)電阻值增加。因此，由于內(nèi)電阻的大小增加，因而根據(jù)歐姆定律(S卩，V =IR (V:電壓1:電流R:電阻))，電流的大小減小，使得浪涌電流被限制。
[0077]當電路處在穩(wěn)態(tài)時，即，當斷開SCR SD31時，浪涌電流不流入浪涌電流限制單元320。因而，不同于圖1至圖6中所示的實施例，在穩(wěn)態(tài)不會發(fā)生由于浪涌電流限制單元320造成的功率損耗。此外，根據(jù)該實施例，在電路在穩(wěn)態(tài)工作并且隨后過電流由于外部因素而流動時，SCR SD31可以被再次斷開以保護電路。
[0078]AC噪聲去除單元330包括電容器C31。在AC電壓產(chǎn)生單元310的一端處產(chǎn)生的AC電壓被施加至電容器C31的一端并且電容器C31的另一端連接到AC電壓產(chǎn)生單元310的另一端。AC噪聲去除單元330去除AC電壓的噪聲。
[0079]整流單元340可以包括多個二極管和多個開關。根據(jù)圖7的實施例，整流單元340包括四個二極管和兩個開關。多個開關和連接到該多個開關的一端的多個上部二極管可以用SCR替代。
[0080]當SCR替代開關和二極管使用時，如上所述，與使用開關和二極管相比可以使電路進一步小型化并且可以保證相對更長的壽命。此外，由于二極管和SCR的價格幾乎沒有差異，因此電路制造費用與使用額外的開關相比可以進一步降低。
[0081]兩個二極管D33和D34以及兩個SCR SD32和SD33橋式連接。兩個二極管之中的左二極管D33的一端連接到AC噪聲去除單元330的電容器C31的一端并且左二極管D33的另一端接地。兩個二極管之中的右二極管D34的一端連接到AC噪聲去除單元330的電容器C3I的另一端并且右二極管D34的另一端接地。兩個SCR之中的左SCR SD32的一端連接到浪涌電流限制單元320的電阻器R的另一端并且左SCR SD32的另一端連接到左二極管D33的一端。兩個SCR之中的右SCR SD33的一端連接到浪涌電流限制單元320的電阻器R的另一端以及右SCR SD33的另一端連接到右二極管D34的一端。
[0082]處在瞬態(tài)時，S卩，當兩個SCR(SD32和SD33)斷開時，電流不流入整流單元340并且從浪涌電流限制單元320直接流到功率因數(shù)校正單元350。當兩個SCR(SD32和SD33)接通時，電流流入整流單元340。
[0083]整流單元340對已去除了噪聲的AC電壓進行整流以具有相同極性從而產(chǎn)生經(jīng)整流的電壓。
[0084]功率因數(shù)校正單元350包括電感器L3、M0SFET開關SW3以及二極管D35。電感器L3的一端連接到整流單元340的右SCR的一端。MOSFET開關SW3的一端連接到電感器L3的另一端并且MOSFET開關SW3的另一端接地。二極管D35的一端連接到電感器L3的另一端。功率因數(shù)校正單元350可以具體為升壓變流器。升壓變流器重復執(zhí)行切換以將經(jīng)整流的電壓的大小保持不變并且使電流和電壓的相位相等。即，電流的流動通過允許電流流動預定時間隨后停止預定時間的方法來調(diào)整。通過使電壓的相位等于電流的相位的這種操作，校正了功率因數(shù)。
[0085]平滑單元360包括一個電容器C32。特別地，電容器C32可以是電解質(zhì)電容器。電容器C32的一端連接到二極管D35的另一端并且電容器C32的另一端接地。根據(jù)本發(fā)明的實施例，平滑單元360可以包括多個電容器。多個電容器中的每一個電容器的一端均連接到二極管D35的另一端并且多個電容器中的每一個電容器的另一端均接地。平滑單元360通過從功率因數(shù)校正后的電壓中去除紋波來產(chǎn)生DC電壓。
[0086]圖9是示出根據(jù)本發(fā)明另一實施例的功率因數(shù)校正電路的操作的流程圖。
[0087]在操作S301中，AC電壓產(chǎn)生單元310產(chǎn)生AC電壓。
[0088]在操作S303中，電流控制信號產(chǎn)生單元390確定功率因數(shù)校正電路300是否處在瞬態(tài)。當功率因數(shù)校正電路300達到穩(wěn)態(tài)時，不會發(fā)生浪涌電流。
[0089]特別地，穩(wěn)態(tài)可以像圖6的實施例那樣根據(jù)在施加了 AC電壓之后所經(jīng)過的時間來確定。由于功率因數(shù)校正電路300在施加了 AC電壓之后的數(shù)秒內(nèi)達到穩(wěn)態(tài)，所以穩(wěn)態(tài)的參考時間可以被設定成2秒至3秒的時間。如果通過這樣一種方法來確定穩(wěn)態(tài)，則其不能被精確地確定。
[0090]為了精確地確定功率因數(shù)校正電路是否處在穩(wěn)態(tài)，功率因數(shù)校正電路是否處在穩(wěn)態(tài)可以基于施加至平滑單元360中的電容器C32的一端的電壓值來確定。特別地，功率因數(shù)校正電路是否處在穩(wěn)態(tài)可以基于施加到充有電子電荷的電容器C32的一端的電壓值是否等于或大于參考電壓來確定。當電容器C32中充有預定量的電子電荷時，不發(fā)生浪涌電流。參考電壓可以是AC電壓產(chǎn)生單元310產(chǎn)生的AC電壓的均方根(RMS)的若干倍。
[0091]如果功率因數(shù)校正電路300處在瞬態(tài)，則在操作S305中，電流控制信號產(chǎn)生單元390產(chǎn)生控制信號以允許電流流入浪涌電流限制單元320。S卩，電流控制信號產(chǎn)生單元390產(chǎn)生控制信號以接通浪涌電流限制單元320中的開關并且斷開整流單元340中的開關。由于連接了浪涌電流限制單元320，浪涌電流流入浪涌電流限制單元320并被限制。
[0092]如果功率因數(shù)校正電路300處在穩(wěn)態(tài)，則在操作S307中，電流控制信號產(chǎn)生單元390停止電流流入浪涌電流限制單元320。S卩，電流控制信號產(chǎn)生單元390產(chǎn)生控制信號以斷開浪涌電流限制單元320中的開關并且接通整流單元340中的開關。
[0093]當功率因數(shù)校正電路300處在穩(wěn)態(tài)時，在操作S309中，AC噪聲去除單元330去除AC電壓的噪聲。
[0094]如果功率因數(shù)電路300處在穩(wěn)態(tài)，則在操作S311中，整流單元340對已去除了噪聲的AC電壓進行整流以產(chǎn)生經(jīng)整流的電壓。
[0095]在操作S313中，功率因數(shù)校正單元350產(chǎn)生功率因數(shù)校正后的電壓。
[0096]在操作S315中，平滑單元360對功率因數(shù)校正后的電壓進行平滑。
[0097]在本發(fā)明的至少一個實施例中包含了上述的特征、結(jié)構以及效果并且其不限于一個實施例。此外，本領域技術人員可以對在各實施例中描述的特征、結(jié)構以及效果進行組合或修改以用于另一實施例。因而，應當理解的是，在本發(fā)明的范圍內(nèi)包含了與這種組合和修改相關的內(nèi)容。
[0098]盡管已經(jīng)參照其多個示例性實施例來描述了實施例，然而應當理解的是，本領域技術人員可以設計出將落入本公開的原理的精神和范圍之內(nèi)的許多其他修改和實施例。尤其是，在本公開、附圖以及所附權利要求書的范圍之內(nèi)的主體組合布置的組成部分和/或布置中，多種變化和修改是可能的。除了在組成部分和/或布置中的變化和修改之外，對本領域技術人員而言，替代性使用也將是顯而易見的。
【權利要求】
1.一種對AC電壓的功率因數(shù)進行校正的功率因數(shù)校正電路，包括: 整流單元，其在瞬態(tài)停止對AC電壓進行整流并且在穩(wěn)態(tài)通過對AC電壓進行整流來產(chǎn)生經(jīng)整流的電壓； 功率因數(shù)校正單元，其通過對所述經(jīng)整流的電壓進行校正來產(chǎn)生功率因數(shù)校正后的電壓； 平滑單元，其通過對所述功率因數(shù)校正后的電壓進行平滑來產(chǎn)生經(jīng)平滑的電壓；以及浪涌電流限制單元，其在瞬態(tài)通過限制由AC電壓所產(chǎn)生的浪涌電流來提供受限電流并且停止將電流提供至所述平滑單元。
2.如權利要求1所述的電路，進一步包括電流控制信號產(chǎn)生單元，其根據(jù)所述功率因數(shù)校正電路是否處在穩(wěn)態(tài)，通過產(chǎn)生控制所述整流單元和所述浪涌電流限制單元的電流控制信號來控制電流流至所述浪涌電流限制單元。
3.如權利要求2所述的電路，其中所述電流控制信號產(chǎn)生單元基于施加至一個電容器的一端或并聯(lián)連接的多個電容器的一端的所述功率因數(shù)校正后的電壓的值來產(chǎn)生所述電流控制信號。
4.如權利要求3所述的電路，其中當所述經(jīng)平滑的電壓的值等于或大于參考電壓值時，所述電流控制信號產(chǎn)生單元通過確定所述功率因數(shù)校正電路處在穩(wěn)態(tài)來防止電流流至所述浪涌電流限制單元。
5.如權利要求4所述的電路，其中當所述經(jīng)平滑的電壓的值小于所述參考電壓值時，所述電流控制信號產(chǎn)生單元通過確定所述功率因數(shù)校正電路處在瞬態(tài)來允許電流流至所述浪涌電流限制單元。
6.如權利要求1所述的電路，其中所述浪涌電流限制單元包括可控硅整流器并且所述整流單元包括可控硅整流器。
7.如權利要求6所述的電路，其中當所述功率因數(shù)校正電路處在穩(wěn)態(tài)時，所述電流控制信號產(chǎn)生單元產(chǎn)生控制信號以斷開所述浪涌電流限制單元中的可控硅整流器并且接通所述整流單元中的可控硅整流器。
8.如權利要求6所述的電路，其中當所述功率因數(shù)校正電路處在瞬態(tài)時，所述電流控制信號產(chǎn)生單元產(chǎn)生控制信號以接通所述浪涌電流限制單元中的可控硅整流器并且斷開所述整流單元中的可控硅整流器。
9.一種功率因數(shù)校正電路，包括: 多個橋式二極管； 功率因數(shù)校正單元，其具有連接到所述多個橋式二極管的輸出端子的輸入端子； 平滑電容器，其具有連接到所述功率因數(shù)校正單元的輸出端子的一端； 開關，其具有施加了 AC電壓的一端； 二極管，其一端連接到所述開關的另一端； 電阻器，其一端連接到所述二極管的另一端；以及 電流控制信號產(chǎn)生單元，其在瞬態(tài)接通所述開關并且防止電流流入所述多個橋式二極管之中的兩個上部橋式二極管，以允許所述電阻器將被限制大小的電流提供至所述平滑電容器。
10.如權利要求9所述的電路，其中所述電流控制信號產(chǎn)生單元基于施加至連接到所述功率因數(shù)校正單元的輸出端子的所述平滑電容器的一端的電壓值，來產(chǎn)生電流控制信號。
11.如權利要求10所述的電路，其中當施加至連接到所述功率因數(shù)校正單元的輸出端子的所述平滑電容器的一端的電壓值小于參考電壓值時，所述電流控制信號產(chǎn)生單元確定所述功率因數(shù)校正電路處在瞬態(tài)。
12.如權利要求9所述的電路，其中所述開關和所述二極管是可控硅整流器。
13.—種對功率因數(shù)校正電路進行操作的方法，所述功率因數(shù)校正電路對AC電壓的功率因數(shù)進行校正，所述方法包括: 確定所述功率因數(shù)校正電路是否處在瞬態(tài)； 當所述功率因數(shù)校正電路處在瞬態(tài)時限制由AC電壓產(chǎn)生的浪涌電流；當功率因數(shù)校正電路處在穩(wěn)態(tài)時通過對AC電壓進行整流來產(chǎn)生經(jīng)整流的電壓； 通過對所述經(jīng)整流的電壓進行功率因數(shù)校正來產(chǎn)生功率因數(shù)校正后的電壓；以及 通過對所述功率因數(shù)校正后的電壓進行平滑來產(chǎn)生經(jīng)平滑的電壓。
14.如權利要求13所述的方法，進一步包括根據(jù)所述功率因數(shù)校正電路是否處在穩(wěn)態(tài)，通過產(chǎn)生電流控制信號來控制是否限制浪涌電流。
15.如權利要求14所述的方法，其中所述控制是否限制浪涌電流包括:基于施加至一個電容器的一端或并聯(lián)連接的多個電容器的一端的所述功率因數(shù)校正后的電壓的值來產(chǎn)生所述電流控制信號。
16.如權利要求15所述的方法，其中所述確定所述功率因數(shù)校正電路是否處在瞬態(tài)包括:當所述經(jīng)平滑的電壓的值等于或大于參考電壓值時確定所述功率因數(shù)校正電路處在穩(wěn)態(tài)。
17.如權利要求16所述的方法，其中所述確定所述功率因數(shù)校正電路是否處在瞬態(tài)包括:當所述經(jīng)平滑的電壓的值小于所述參考電壓值時確定所述功率因數(shù)校正電路處在瞬態(tài)。
18.如權利要求13所述的方法，其中限制浪涌電流包括使用第一可控硅整流器，并且產(chǎn)生所述經(jīng)整流的電壓包括使用第二可控硅整流器。
19.如權利要求18所述的方法，其中所述通過對所述AC電壓進行整流來產(chǎn)生經(jīng)整流的電壓包括: 斷開所述第一可控硅整流器；以及 接通所述第二可控硅整流器。
20.如權利要求18所述的方法，其中限制浪涌電流包括: 接通所述第一可控硅整流器；以及 斷開所述第二可控硅整流器。
【文檔編號】H02M1/32GK104426348SQ201410400757
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2014年8月14日 優(yōu)先權日:2013年9月2日
【發(fā)明者】樸贊基, 李載昊, 陳昊相 申請人:Ls產(chǎn)電株式會社