[發(fā)明專利]一種提高低溫啟動(dòng)能力的方法及電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610220147.0
• 申請日: 2016-04-11
• 公開（公告）號(hào): CN105763035B
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周興;宋建峰;馮剛
• 申請（專利權(quán)）人: 廣州金升陽科技有限公司
• 主分類號(hào): H02M1/36
• 分類號(hào): H02M1/36
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種開關(guān)電源提高低溫啟動(dòng)能力的方法及電路，通過溫度檢測電路檢測環(huán)境溫度輸入至邏輯控制電路，邏輯控制電路根據(jù)溫度情況來輸出邏輯電平?jīng)Q定PFC電路是否工作。當(dāng)產(chǎn)品處于常溫和高溫下時(shí)，邏輯控制電路關(guān)斷PFC電路，電路通過二極管給后級電解電容充電，產(chǎn)品可以正常工作；當(dāng)產(chǎn)品處于低溫下時(shí)，邏輯控制電路打開PFC電路，由PFC電路升壓給電解電容充電，從而大大的改善由于電解電容低溫特性而導(dǎo)致的啟動(dòng)不良問題，同時(shí)其磁性元器件和功率器件等都可以選擇遠(yuǎn)小于常規(guī)的規(guī)格，且還能避免低溫下由于電解電容上儲(chǔ)能不足而導(dǎo)致的輸出建立過程中出現(xiàn)電壓跌落。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及開關(guān)電源，特別涉及AC-DC開關(guān)電源的提高低溫啟動(dòng)能力的方法及電路。

背景技術(shù)

現(xiàn)在的模塊開關(guān)電源應(yīng)用條件越來越復(fù)雜，目前很多應(yīng)用要求能在高寒地區(qū)使用，相應(yīng)的，業(yè)內(nèi)許多AC-DC開關(guān)電源廠家將最低工作環(huán)境溫度定義到-40℃，然而目前為止絕大多數(shù)的電源廠家都要求客戶在低溫下進(jìn)行降額使用。也就是說在低溫下，電源帶負(fù)載能力變差了。

常規(guī)的AC-DC開關(guān)電源的輸入整流濾波電路如圖1所示，此電路至少包括一個(gè)整流電路和一個(gè)電解電容C1，其后級連接DC-DC電路；整流電路把交流電整流成脈動(dòng)直流電，電解電容C1對所述脈動(dòng)直流電進(jìn)行存儲(chǔ)、濾波后給后級DC-DC電路提供能量；所述電解電容C1的作用至關(guān)重要，因?yàn)樗鼪Q定了DC-DC電路能夠給后級負(fù)載提供的最大功率。

如圖2所示，市電整流后的脈動(dòng)直流周期：

式1中：t_c為橋式整流的導(dǎo)通時(shí)間，t_H為橋式整流的截止時(shí)間，f為電網(wǎng)頻率。

電解電容C1上的脈動(dòng)直流上限電壓：

式2中：V_RMS為交流電網(wǎng)有效值。

在t_H期間，負(fù)載消耗的能量完全由電解電容C1提供，所以，

式3中：Po為總的輸出功率，C1為變換器輸入電解電容C1的容值，η為DC-DC電路的效率，V_min為脈動(dòng)直流下限電壓。

由式1、2、3可得出電解電容C1上的脈動(dòng)直流下限電壓Vmin與電解電容C1容值的關(guān)系如下所示：

顯然若取工頻電網(wǎng)頻率為50HZ，則t_C<5ms，常規(guī)的工程應(yīng)用中t_C一般取3ms。

從式3中我們也可以看出總的輸出功率Po與電解電容C1的容值成正比關(guān)系，電解電容C1的容值越大，則總的輸出功率Po越大，也就意味著電解電容C1能夠在橋式整流的截止時(shí)間t_H階段給DC-DC電路提供更多的能量，其啟動(dòng)及帶載能力也就越強(qiáng)；同樣的從式4可以看出脈動(dòng)直流下限電壓Vmin與電解電容C1的容值是正相關(guān)的關(guān)系，相同條件下電路中電解電容C1的容值越小時(shí)，脈動(dòng)直流下限電壓Vmin也會(huì)越??；

一般的DC-DC變換器都會(huì)有脈動(dòng)直流下限電壓Vmin的最小值要求，低于最小值后DC-DC電路會(huì)欠壓而不工作甚至損壞，所以會(huì)對電解電容C1的最小容值有限制。特別是在低溫條件下，電解電容C1容值會(huì)大幅下降。由于容值的降低，電解電容C1能夠給后級提供的能量就減少并且脈動(dòng)直流下限電壓Vmin也會(huì)變低，從而導(dǎo)致低溫下啟動(dòng)瞬間產(chǎn)品帶載能力很差且容易進(jìn)入欠壓，最終使得輸出電壓建立過程中存在反復(fù)跌落的情況。當(dāng)然工作一段時(shí)間后，由于產(chǎn)品本身發(fā)熱，電解電容C1的容值又會(huì)不斷上升，同時(shí)脈動(dòng)直流下限電壓Vmin升高，產(chǎn)品帶載能力又得到提高。