[發(fā)明專利]功率因數(shù)修正裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410352820.7
• 申請日: 2014-07-23
• 公開（公告）號: CN105305805B
• 公開（公告）日: 2018-09-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 魏宏彬;張友敏;倪倩;姚剛
• 申請（專利權(quán)）人: 通用電氣照明解決方案有限公司
• 主分類號: H02M1/42
• 分類號: H02M1/42
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 周少杰

一種功率變換電路包括DC/DC變換器和功率因數(shù)修正裝置。DC/DC變換器用于將其輸入端的整流功率轉(zhuǎn)換為輸出端的輸出功率，DC/DC變換器包括第一電感和變換開關(guān)。功率因數(shù)修正裝置包括模式切換電路和開關(guān)控制器。模式切換電路用于將輸出功率的檢測信號與閾值信號進行比較并輸出過零檢測信號。開關(guān)控制器與模式切換電路連接并用于根據(jù)過零檢測信號驅(qū)動變換開關(guān)。當(dāng)檢測信號超過閾值信號時，開關(guān)控制器用于產(chǎn)生第一開關(guān)信號并提供給變換開關(guān)，第一開關(guān)信號的每個周期內(nèi)導(dǎo)通時間固定。當(dāng)檢測信號未超過閾值信號時，開關(guān)控制器用于產(chǎn)生第二開關(guān)信號并提供給變換開關(guān)，第二開關(guān)信號的每個周期內(nèi)關(guān)斷時間固定。本發(fā)明還提出一種功率因數(shù)修正裝置及功率變換方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明公開的實施方式涉及功率因數(shù)修正裝置、功率變換電路及功率變換方法，尤其涉及用于修正功率因數(shù)的包括該功率因數(shù)修正裝置的功率變換電路及功率變換方法。

背景技術(shù)

功率因數(shù)(Power Factor，PF)為實際輸出功率與電源的視在功率的比值。因此希望功率因數(shù)PF＝1。功率因數(shù)修正(Power Factor Correction，PFC)預(yù)調(diào)節(jié)器用于多種電壓/功率裝置以控制輸入的正弦電流與電壓同相位，進而使得功率因數(shù)非常接近1。在低功率裝置如鎮(zhèn)流器或低電壓顯示器中常用的實現(xiàn)功率因數(shù)修正的技術(shù)為過渡模式(Transition Mode，TM)控制。TM控制用于多種功率因數(shù)修正集成電路(IntegratedCircuit，IC)產(chǎn)品如STL6561、FAN7527B、TDA4862、TDA4863、MC33260、MC33262、UC3852、SG6561或相類似的集成電路中。

然而，由于升壓電路(Boost Circuit)廣泛用于PFC調(diào)節(jié)電路，為節(jié)省成本并獲得高功率因數(shù)PF和低總諧波失真(Total Harmonic Distortion，THD)，升壓電路采用峰值電流控制并工作于TM狀態(tài)。當(dāng)升壓電路工作于高輸入電壓且負載工作于深度調(diào)光模式即低輸出功率時，流入升壓電路的電流非常小。更進一步地，直流電容在高輸入功率側(cè)存儲較多能量，尤其當(dāng)輸入交流電流穿過0時，由于每個開關(guān)信號的導(dǎo)通時間TON過短而導(dǎo)致直流電容的電能無法放電完全，往往會引起較低的功率因數(shù)和較高的總諧波失真。

通常，對于寬輸入電壓的特定負載，集成電路IC可實現(xiàn)高功率因數(shù)和低總諧波失真。例如，升壓電路IC STL6561可實現(xiàn)PF＞0.9，THD＜20％。然而，當(dāng)負載也在一個寬范圍內(nèi)變化，例如從滿載到3％滿載時，功率因數(shù)會降低且總諧波失真會加重。

所以，需要提供一種改進的功率因數(shù)修正裝置來解決上述技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上面提及的技術(shù)問題，本發(fā)明的一個方面在于提供一種功率變換電路，該功率變換電路包括DC/DC變換器和功率因數(shù)修正裝置。該DC/DC變換器用于將其輸入端的整流功率轉(zhuǎn)換為輸出端的輸出功率，該DC/DC變換器包括第一電感和變換開關(guān)，該第一電感的兩端分別與該DC/DC變換器的輸入端和該變換開關(guān)電性連接。該功率因數(shù)修正裝置包括模式切換電路和開關(guān)控制器。該模式切換電路用于將該輸出功率的檢測信號與閾值信號進行比較并輸出過零檢測信號。該開關(guān)控制器與該模式切換電路連接并用于根據(jù)該過零檢測信號驅(qū)動該變換開關(guān)。當(dāng)該檢測信號超過該閾值信號時，該開關(guān)控制器用于產(chǎn)生第一開關(guān)信號并提供給該變換開關(guān)，該第一開關(guān)信號的每個周期內(nèi)導(dǎo)通時間固定。當(dāng)該檢測信號未超過該閾值信號時，該開關(guān)控制器用于產(chǎn)生第二開關(guān)信號并提供給該變換開關(guān)，該第二開關(guān)信號的每個周期內(nèi)關(guān)斷時間固定。