[發明專利]功率因數校正電路及其輸入前饋補償電路

有效

• 申請號: 201210591036.2
• 申請日: 2012-12-28
• 公開（公告）號: CN103066827A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 謝小高;葉美盼;吳建興
• 申請（專利權）人: 杭州士蘭微電子股份有限公司
• 主分類號: H02M1/42
• 分類號: H02M1/42;H02M1/14
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 陸嘉

技術領域

本發明涉及開關電源技術，尤其涉及一種功率因數校正電路及其輸入前饋補償電路。

背景技術

由于目前大多數用電設備中存在非線性元件和儲能元件，因此會使輸入交流電流波形發生嚴重畸變，導致網側輸入功率因數很低。為了滿足國際標準IEC61000-3-2的諧波要求，必須在這些用電設備中加入功率因數校正（PFC）裝置。

為了抑制工頻紋波從而獲得較高的功率因數，傳統PFC電路的控制環路的帶寬通常設置的比較低，較低的環路帶寬會導致PFC電路的動態響應速度較慢。以高功率因數LED驅動器（恒流輸出）為例，當輸入電壓有較大波動時，由于調節環路的輸出電平Vcomp變化較慢，使得輸出電流Io有較大的過沖或跌落，如圖1所示，從而人眼看到的LED燈光具有較明顯的閃爍。

一些具有恒功率控制功能的PFC電路往往采用輸入電壓前饋的方法來實現恒功率控制，并且相對輸入電壓變化時的動態響應有一定的改善，如圖2所示。主要包括：交流電壓源201、整流橋202、功率電路203、比例電路204、低通濾波器205、比例電路206、比例電路207、PWM調制器208、電流環209、乘法器210、比例電路211、電壓環212。其中，功率電路203包括電感L、二極管D、開關管M和電容C，電容C配置為和負載R_L并聯。

然而圖2所示的控制電路中，其輸入電壓前饋是通過采集輸入電壓的平均值實現的，采集輸入電壓Vin的平均值引入的低通濾波器205降低了環路的響應速度，因此，對輸入的動態響應改善有限。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種功率因數校正電路及其輸入前饋補償電路，能夠解決輸入電壓突變造成輸出電壓或電流較大波動的問題。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種功率因數校正電路的輸入前饋補償電路，包括：

峰值獲取模塊，獲取輸入電壓的峰值或者反映所述輸入電壓的峰值的信號；

與所述峰值獲取模塊相連的取反電路，產生與所述輸入電壓的峰值變化趨勢相反的直流信號；

與所述取反電路相連的疊加電路，將所述直流信號與功率因數校正電路的控制電路中的誤差放大網絡的輸出信號疊加。

根據本發明的一個實施例，所述輸入電壓為經由功率因數校正電路中整流橋整流之后的電壓信號。

根據本發明的一個實施例，所述峰值獲取模塊包括：

比例電路，接收所述輸入電壓并對其幅值進行調節；

與所述比例電路相連的峰值獲取電路，獲取幅值調節后的輸入電壓的峰值。

根據本發明的一個實施例，所述峰值獲取電路包括：

偏置電壓源；

運算放大器，其正輸入端連接所述比例電路的輸出端；

比較器，其正輸入端連接所述偏置電壓源的正輸入端，其負輸入端連接所述運算放大器的正輸入端；

二級管，其陽極連接所述運算放大器的輸出端，其陰極連接所述運算放大器的負輸入端；

第一電容，其第一端連接所述運算放大器的負輸入端，其第二端接地；

反相器，其輸入端連接所述運算放大器的輸出端；

前沿獲取電路，其輸入端連接所述反相器的輸出端；

第一開關，其第一端連接所述第一電容的第一端，其第二端連接所述第二電容的第二端，其控制端連接所述比較器的輸出端；

第二開關，其第一端連接所述運算放大器的正輸入端，其控制端連接所述前沿獲取電路的輸出端；

第二電容，其第一端連接所述第二開關的第二端，其第二端接地，所述第二電容的第一端作為所述峰值獲取電路的輸出端。

根據本發明的一個實施例，所述前沿獲取電路采用RC電路和邏輯電路實現。

根據本發明的一個實施例，所述峰值獲取電路包括：

谷底時間檢測電路，其輸入端連接所述比例電路的輸出端，用于檢測所述輸入電壓的谷底時間，產生脈沖信號以定位所述輸入電壓的谷底時間；

延時電路，其輸入端連接所述谷底時間檢測電路的輸出端，對所述脈沖信號進行延時；

采樣保持電路，與所述比例電路和延時電路的輸出端相連，在延時后的脈沖信號控制下對幅值調節后的輸入電壓進行采樣；

比例放大電路，其輸入端與所述采樣保持電路的輸出端相連，其輸出端作為所述峰值獲取電路的輸出端。

根據本發明的一個實施例，所述采樣保持電路包括：

第三開關，其控制端連接所述延時電路的輸出端，其第一端連接所述比例電路的輸出端，其第二端連接所述比例放大電路的輸入端；