[實用新型]高功率因數(shù)恒流開關(guān)電源的原邊電流基準(zhǔn)發(fā)生電路

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201120134186.1
• 申請日: 2011-04-30
• 公開（公告）號: CN202004653U
• 公開（公告）日: 2011-10-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 謝小高;呂強(qiáng);鄭凌蔚;王加蓮
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州電子科技大學(xué)
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335;H02M1/08;H05B37/02
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于開關(guān)電源技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種高功率因數(shù)恒流開關(guān)電源的原邊電流基準(zhǔn)發(fā)生電路。

背景技術(shù)

目前很多隔離型電源如手機(jī)充電器和大功率的LED驅(qū)動器由于應(yīng)用需求通常要求電路有輸出恒流的功能；此外，為了減輕電力污染的危害程度，滿足國際電工委員會的諧波標(biāo)準(zhǔn)IEEE555-2和IEC1000-3-2等，上述隔離型電源還必須具備功率因數(shù)校正（PFC）功能，圖1為目前比較常用的單級功率因數(shù)校正方案：通過檢測變壓器副邊側(cè)的輸出電流，在副邊進(jìn)行恒流控制之后經(jīng)光耦反饋送到原邊PFC控制電路。圖1所示現(xiàn)有技術(shù)方案由于副邊電流采樣電路和光耦的存在，增加了電路的復(fù)雜性，進(jìn)一步，由于光耦存在老化問題，使電路的穩(wěn)定性和使用壽命都受到一定影響。

針對上述問題的解決方案是采用兼具原邊恒流控制和功率因數(shù)校正功能的控制方案，即無需副邊電流采樣和光耦元件，直接通過在隔離變壓器的原邊獲得輸出電流的信息，加以控制實現(xiàn)輸出恒流，并且同時實現(xiàn)高功率因數(shù)，如圖2所示。衡量上述控制方案中的兩個最關(guān)鍵的指標(biāo)是進(jìn)線電流的高功率因數(shù)和輸出電流的恒流精度，尤其是由于采用原邊控制，輸出電流的恒流精度不如副邊恒流控制。

目前一種輸出恒流的現(xiàn)有技術(shù)是通過在原邊模擬出副邊電流，將副邊輸出電流模擬出來或副邊輸出電流平均值計算出來，然后在原邊進(jìn)行恒流控制，如圖3所示，通過對原邊電流ipri進(jìn)行采樣保持以獲取原邊電流峰值及對應(yīng)的副邊電流峰值，其中ipri為原邊電流信號，Vcontrol為采樣信號，isample為采樣保持模塊輸出信號，iemu為副邊電流模擬模塊輸出信號。然而在實際電路中，由于采樣保持模塊在采樣與保持切換之間存在一定的延時時間，會造成原邊電流峰值采樣的誤差，從而造成模擬出的副邊電流iemu與實際值存在偏差，如圖4所示，并且該偏差值會隨輸入電壓和變壓器激磁電感量變化，比較難以補(bǔ)償，從而造成輸出恒流會隨輸入電壓不同，變壓器激磁電感不同而變化，輸出恒流精度較低。

另一種輸出恒流常用的現(xiàn)有技術(shù)是恒功率的方法，如圖5所示。交流輸入信號經(jīng)過整流后得到整流半波信號Vin，整流半波信號Vin經(jīng)過電壓前饋模塊后得到交流輸入電壓的有效值，即輸入電壓前饋信號Vff；同時，其經(jīng)過波形整形模塊K₁后得到波形信號Iac。其中，波形信號Iac=k×Vin，k為一系數(shù)。在恒流輸出電路中Vea為可控常數(shù)。乘法器對所述波形信號Iac、輸入電壓前饋信號Vff和可控常數(shù)Vea進(jìn)行乘法運(yùn)算，得到電流基準(zhǔn)信號：

從而控制電感電流與電流基準(zhǔn)信號一致，實現(xiàn)PFC功能。可以看到，該乘法器通過將輸入電壓前饋信號的平方作為分子，在Vea一定的情況下，實現(xiàn)輸入功率與輸入電壓無關(guān)，即恒功率控制。上述利用乘法器抵消輸入電壓的影響來獲得電流基準(zhǔn)的方法實質(zhì)上為電壓前饋控制。然而在有相控調(diào)光器存在的情況下，交流輸入信號在調(diào)光角度不同時會缺失，其整流后也不再是完整的半波，因此輸入前饋信號Vff包含了切相角度信號，該電壓前饋控制會導(dǎo)致Iref隨著切相角度的增加而急劇增加，輸入功率也相應(yīng)劇增，因此上述方法不適用于相控調(diào)光的場合。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，提出了一種電流基準(zhǔn)發(fā)生電路，該電流基準(zhǔn)發(fā)生電路能夠產(chǎn)生適用于可控硅調(diào)光控制的高功率因數(shù)恒流開關(guān)電源主電路的原邊電流基準(zhǔn)信號，并實現(xiàn)輸出恒流控制。

本實用新型解決技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案為：

高功率因數(shù)恒流開關(guān)電源的原邊電流基準(zhǔn)發(fā)生電路，包括導(dǎo)通角檢測電路、第一乘法器、第二乘法器和電流環(huán)。第一乘法器的一個輸入端作為原邊電流基準(zhǔn)發(fā)生電路的一個輸入端，導(dǎo)通角檢測電路的輸入端作為原邊電流基準(zhǔn)發(fā)生電路的另一個輸入端、輸出端與第一乘法器的另一個輸入端連接，第一乘法器的輸出端作為電流環(huán)的一個輸入端，電流環(huán)的另一個輸入端作為原邊電流基準(zhǔn)發(fā)生電路的再一個輸入端，電流環(huán)的輸出端與第二乘法器的一個輸入端連接，第二乘法器的另一個輸入端與導(dǎo)通角檢測電路的輸入端連接，第二乘法器的輸出端作為原邊電流基準(zhǔn)發(fā)生電路的輸出端。

電流環(huán)的一種實現(xiàn)形式包括輸入電阻、運(yùn)算放大器和補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，輸入電阻的一端作為電流環(huán)的一個輸入端、另一端接運(yùn)算放大器的負(fù)向輸入端，運(yùn)算放大器的正向輸作為電流環(huán)的另一個輸入端，運(yùn)算放大器的輸出端作為電流環(huán)的輸出端，補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)的一端與運(yùn)算放大器的負(fù)向輸入端連接，補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)的另一端與運(yùn)算放大器的輸出端連接。