[發明專利]具有經過電壓反饋改善功率因數的開關電源

無效

• 申請號: 01122379.0
• 申請日: 2001-07-11
• 公開（公告）號: CN1333593A
• 公開（公告）日: 2002-01-30
• 發明（設計）人: 安村昌之
• 申請（專利權）人: 索尼株式會社
• 主分類號: H02M7/00
• 分類號: H02M7/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 王以平

技術領域

本發明涉及一種具有功率因數改進功能的開關電源電路。

背景技術

圖10和11表示開關電源電路中不同功率因數改進電路實例的電路圖。圖11僅表示功率因數改進電路部分的電路圖。

圖10表示一種使用電容器分壓的電容耦合型的功率因數改進電路20a。

電源電路是通過提供一自激電壓諧振型開關變換器形成的，該開關變換器具有改善功率因數的功率因數改進電路20a。

圖中所示的電源電路設有一將工業交流電源AC進行全波整流的橋式整流電路Di。

橋式整流電路Di整流過的輸出經過功率因數改進電路20a存儲在平滑電容器Ci中，因此在平滑電容器Ci的兩端就能獲得一經過整流和平波的電壓Ei。

為了描述電壓諧振型變換器，就要參考本發明的實施例。

一并聯諧振電容器Cr與一開關裝置Q1的集電極相連接。并聯諧振電容器Cr的電容和絕緣換流變壓器PIT初級繞組N1側的漏感L1形成一電壓諧振型變換器的初級側并聯諧振電路．在開關裝置Q1關斷時間的過程中，諧振電容器Cr兩端的電壓由于并聯諧振電路的作用實際上形成了一正弦脈沖波形，因此就能獲得一電壓諧振型操作。

功率因數改進電路20a具有一扼流圈Ls和一快速恢復型二極管D1，它們相互串聯，插接在橋式整流電路Di的正輸出端和平滑電容器Ci的正極端之間。一濾波電容器CN設置成與扼流圈Ls和快速恢復型二極管D1的串接電路相并聯，由此與扼流圈Ls一起形成一標準模式的低通濾波器。

一并聯諧振電容器C10與快速恢復型二極管D1相并聯。該并聯諧振電容器C10與扼流圈Ls一起形成一串聯諧振電路。由此該串聯諧振電路具有在輕載情況下能夠控制經過整流和平波的電壓Ei上升的作用。

并聯諧振電容器Cr在扼流圈Ls，快速恢復型二極管D1的陽極和并聯諧振電容器C10相互連接的節點與功率因數改進電路20a相連接，以使在初級側并聯諧振電路獲得的開關輸出能夠反饋給功率因數改進電路20a。

因此，由于具有圖中所示功率因數改進電路20a的結構，在初級側并聯諧振電路中獲得的開關輸出就能夠經過并聯諧振電容器Cr的電容耦合反饋到整流路徑中。

由于并聯諧振電容器Cr與功率因數改進電路20a中的快速恢復型二極管D1的陽極相連接，并聯諧振電容器Cr和并聯諧振電容器C10就處于相互串聯的狀態。更具體地說，作為并聯諧振電容器Cr兩端電壓出現的一電壓諧振脈沖電壓通過并聯諧振電容器Cr和并聯諧振電容器C10之間的電容比進行分壓。該電壓經過與快速恢復型二極管D1相并聯的并聯諧振電容器C10反饋給平滑電容器Ci，因此就能形成一電壓反饋型電路系統。

該電路結構將初級側電壓諧振脈沖電壓Vcp＝600V經過初級側并聯諧振電容器Cr和C10，例如按大約3∶1的比例進行分壓，然后反饋150V的高頻正弦脈沖電壓。

在接近交流輸入電壓VAC的正極和負極峰值時，快速恢復型二極管D1就導通，平滑電容器Ci就用交流輸入電源AC的陡前沿脈沖充電電流進行充電。

在除了接近交流輸入電壓VAC的正極和負極峰值時，快速恢復型二極管D1能夠容許通過反饋的脈沖電壓重復地進行開關操作。在快速恢復型二極管D1關斷時間的過程中，由并聯諧振電容器Cr、電感Ls和電容器CN產生的并聯諧振電流就流通了。在快速恢復型二極管D1導通時間的過程中，一高頻充電電流從交流輸入電源AC經過電感Ls流向平滑電容器Ci。

這種操作增大了交流輸入電流IAC的導通角，因此就能改善功率因數。

圖11表示使用第三繞組系統的二極管耦合型的功率因數改進電路20b。

該功率因數改進電路20b具有一扼流圈Ls和一肖特基二極管D1s，它們相互串聯，插接在橋式整流電路Di正輸出端和平滑電容器Ci正極端之間。

一濾波電容器CN與扼流圈Ls和肖特基二極管D1s的串聯連接相并聯，由此與扼流圈Ls一起形成一標準模式的低通濾波器。

絕緣換流變壓器PIT的第三繞組N3經過串聯諧振電容器C3與將肖特基二極管D1s的陽極和扼流圈Ls相互連接的節點相連接，因此在并聯諧振電路初級側獲得的開關輸出電壓就能反饋給功率因數改進電路20b。