[發(fā)明專利]功率因數(shù)改善電路以及DC/DC轉(zhuǎn)換器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201680073324.5
• 申請(qǐng)日: 2016-01-19
• 公開（公告）號(hào): CN108475995B
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 照井洋光
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 三墾電氣株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H02M7/06
• 分類號(hào): H02M7/06
• 代理公司: 北京三友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 李輝;鄧毅

本發(fā)明具有：串聯(lián)電路，其由與整流電路(2)的輸出端子連接的線圈(L1)和開關(guān)元件(Q1)構(gòu)成；整流平滑電路，其由整流元件(D1)和平滑電容器(Co)構(gòu)成；運(yùn)算器(33)，其運(yùn)算將平滑電容器的輸出電壓與基準(zhǔn)電壓之間的誤差電壓和整流電路的輸出相乘而得的相乘電壓、以及與流過開關(guān)元件的電流或來自整流電路的輸出端子的電流對(duì)應(yīng)的電壓；疊加電路(36)，其將基于整流電路的輸出的信號(hào)疊加于基準(zhǔn)振蕩器(32)的基準(zhǔn)信號(hào)；以及控制電路(34)，其通過對(duì)疊加電路的輸出和來自運(yùn)算器的輸出進(jìn)行比較，生成脈沖信號(hào)并利用脈沖信號(hào)使開關(guān)元件接通/斷開。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及功率因數(shù)高且穩(wěn)定性高的功率因數(shù)改善電路以及DC/DC轉(zhuǎn)換器。

背景技術(shù)

如專利文獻(xiàn)1所記載的那樣，以往的電流連續(xù)模式功率因數(shù)改善電路(CCMPFC)對(duì)輸出電壓進(jìn)行檢測(cè)，并根據(jù)檢測(cè)出的輸出電壓來進(jìn)行功率因數(shù)改善控制。

并且，如專利文獻(xiàn)2所記載的那樣，以往的CCMPFC為了提高輸入電壓變動(dòng)的響應(yīng)性，將輸入電壓的變動(dòng)輸入到輸出電壓的反饋環(huán)路，對(duì)輸出電壓進(jìn)行控制。

圖1是以往的功率因數(shù)改善電路的電路結(jié)構(gòu)圖。在圖1中，電流連續(xù)模式功率因數(shù)改善電路利用整流器2對(duì)交流電源1的交流電壓進(jìn)行橋式整流，并將整流后的整流輸出VIN轉(zhuǎn)換成直流電壓而將輸出電壓Vo供給到未圖示的負(fù)載，進(jìn)行功率因數(shù)改善。

如圖1所示，功率因數(shù)改善電路(PFC)是升壓型功率因數(shù)改善電路，具有線圈L1、開關(guān)元件Q1、第1二極管D1、輸出電容器Cout以及控制電路3A。并且，在PFC電路中，從控制電路3A對(duì)開關(guān)元件Q1輸出高頻開關(guān)控制信號(hào)，對(duì)開關(guān)元件Q1高頻地進(jìn)行接通/斷開控制。由此，流過線圈L1的電流被高頻地接通/斷開而改善功率因數(shù)，并且使PFC電路的輸出電壓Vo升壓。

如圖1所示，控制電路3A具有誤差放大器30、乘法器31、基準(zhǔn)振蕩器32、運(yùn)算器33、PWM比較器34以及驅(qū)動(dòng)電路35。誤差放大器30對(duì)反饋電壓VFB與基準(zhǔn)電壓Vref之間的誤差電壓進(jìn)行放大而作為輸出電壓Comp輸出，該反饋電壓VFB是利用電阻R3和電阻R4對(duì)輸出電壓Vo進(jìn)行分壓而得的電壓。乘法器31將整流分壓電壓VAC和誤差放大器30的輸出電壓Comp相乘，并將所得到的值設(shè)為輸入電流的目標(biāo)值，其中，該整流分壓電壓VAC是利用電阻R1和電阻R2對(duì)被整流器2整流后的整流輸出VIN進(jìn)行分壓而得的。

電流檢測(cè)電阻R6將與流過開關(guān)元件Q1的電流對(duì)應(yīng)的電壓輸出到運(yùn)算器33的反相輸入端子。運(yùn)算器33根據(jù)來自乘法器31的乘法輸出，運(yùn)算與電流檢測(cè)電阻R6所檢測(cè)出的電流對(duì)應(yīng)的電壓，并將信號(hào)Vx輸出到PWM比較器34的同相輸入端子。在運(yùn)算器33的輸出端連接有相位校正用的、電阻R7和電容器C1的串聯(lián)電路。

PWM比較器34比較來自運(yùn)算器33的信號(hào)Vx和來自基準(zhǔn)振蕩器32的鋸齒波信號(hào)Vsaw并進(jìn)行控制，以生成與輸入電壓相似的電流而進(jìn)行功率因數(shù)改善動(dòng)作。開關(guān)元件Q1的占空比通過上述反饋控制而成為恰當(dāng)?shù)闹怠？刂齐娐?A對(duì)輸出電壓Vo進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)輸出電壓Vo來控制開關(guān)元件Q1的占空比，從而使輸出電壓Vo為規(guī)定的值。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開平2-7869號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本特開2013-63003號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明所要解決的課題

但是，為了在檢測(cè)出整流輸出VIN之后，使輸入電流I1的平均值與整流輸出VIN相似，控制電路3A需要響應(yīng)時(shí)間，該響應(yīng)時(shí)間是由于作為運(yùn)算器33的相位校正電路的、電阻R7和電容器C1的時(shí)間常數(shù)的延遲而產(chǎn)生的。因此，輸入電流I1的平均值成為與整流輸出VIN相似延遲了響應(yīng)時(shí)間。