[發明專利]一種用于功率因數校正電路的窗口控制電路

有效

• 申請號: 201010615542.1
• 申請日: 2010-12-31
• 公開（公告）號: CN102130577A
• 公開（公告）日: 2011-07-20
• 發明（設計）人: 徐德鴻;柳緒丹;岳衡;林平;胡長生;潘航文
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H02M1/42
• 分類號: H02M1/42
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 陳昱彤

技術領域

本發明涉及功率因數校正（Power?Factor?Correction，以下簡稱PFC）電路，具體涉及一種用于功率因數校正電路的窗口控制電路。

背景技術

由于電力電子設備的廣泛應用，諧波污染現象日益嚴重。許多國際標準如IEC61000-3-2，IEEE519-992都提出了對電力電子設備注入電網諧波的限制，因此有必要在開關電源前級添加功率因數校正環節。由于輸入電流連續，易于控制，對EMI濾波器要求低等特點，電流連續?Boost?PFC得到了廣泛的應用，但是該電路始終以較高的開關頻率工作，開關損耗較大，存在著在輕載或低輸入電壓時效率偏低的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種可以在選定的窗口區間內降低開關頻率從而減小功率因數校正電路開關損耗、提高電路效率尤其是輕載或低輸入電壓時效率的用于功率因數校正電路的窗口控制電路。

為實現上述目的，本發明所采取的技術方案是：第一種用于功率因數校正電路的窗口控制電路包括正弦半波電壓采樣電路、低通濾波電路和比較電路，所述低通濾波電路的輸入端和比較電路的第一輸入端與正弦半波電壓采樣電路的同一個輸出端連接或分別與正弦半波電壓采樣電路的不同輸出端連接；所述低通濾波電路的輸出端與所述比較電路的第二輸入端連接，使得當比較電路的第一輸入端的輸入電壓大于比較電路的第二輸入端的輸入電壓時，比較電路的輸出為高電平；當比較電路的第一輸入端的輸入電壓小于比較電路的第二輸入端的輸入電壓時，比較電路的輸出為低電平。

進一步地，本發明還包括半導體開關管和振蕩電容，所述半導體開關管的一端接地，另一端接所述振蕩電容，所述半導體開關管的控制端與所述比較電路的輸出端連接。

本發明的另一種用于功率因數校正電路的窗口控制電路包括正弦半波電壓采樣電路、低通濾波電路和比較電路，所述低通濾波電路的輸入端和比較電路的第二輸入端與正弦半波電壓采樣電路的同一個輸出端連接或分別與正弦半波電壓采樣電路的不同輸出端連接；所述低通濾波電路的輸出端與所述比較電路的第一輸入端連接，使得當比較電路的第一輸入端的輸入電壓大于比較電路的第二輸入端的輸入電壓時，比較電路的輸出為高電平；當比較電路的第一輸入端的輸入電壓小于比較電路的第二輸入端的輸入電壓時，比較電路的輸出為低電平。

進一步地，本發明還包括半導體開關管和振蕩電阻，所述半導體開關管的一端接地，另一端接所述振蕩電阻，所述半導體開關管的控制端與所述比較電路的輸出端連接。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：由于本發明的窗口控制電路采用采樣得到的正弦半波電壓與該電壓經低通濾波后的直流成分比較得到窗口控制信號，并用該信號改變PFC控制器外接振蕩元件的值，可以在交流輸入電壓半波內實現開關頻率的切換，并且窗口控制信號的寬度能在不同交流輸入電壓下保持恒定。采用本發明的窗口控制電路的功率因數校正電路，在損耗較小區域即輸入電網電壓半波的兩側區域采用較高開關頻率，防止輸入電網電流的過零點畸變，保證較高功率因數；在主要損耗產生區域即輸入電網電壓半波的中間區域采用較低開關頻率以降低開關損耗，提高電路效率尤其是輕載或低輸入電壓時效率，對效率和功率因數做了很好的折中。

附圖說明

圖1是現有電流連續?Boost?PFC工作波形示意圖；

圖2是PFC輸入功率波形示意圖；

圖3是采用本發明的窗口控制電路的功率因數校正電路工作波形示意圖；

圖4是本發明的一種窗口控制電路原理圖；

圖5是采用本發明的窗口控制電路的功率因數校正電路的功能模塊框圖；

圖6是采用本發明的窗口控制電路的功率因數校正電路的第一個具體實例的結構示意圖；

圖7是采用本發明的窗口控制電路的功率因數校正電路的第二個具體實例的結構示意圖；

圖8是采用本發明的窗口控制電路的功率因數校正電路的第三個具體實例的結構示意圖；

圖9是本發明的另一種窗口控制電路原理圖；

圖10是采用本發明的窗口控制電路的功率因數校正電路第三個具體實例的結構示意圖；

圖11是采用本發明的窗口控制電路的功率因數校正電路與現有電流連續?Boost?PFC的效率比較曲線圖。

具體實施方式

以下結合實例和附圖進行詳細說明本發明。