[發明專利]改善諧波的有源功率因數校正電路、方法及驅動系統

有效

• 申請號: 201710443054.9
• 申請日: 2017-06-13
• 公開（公告）號: CN109088536B
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發明（設計）人: 盛歡;張識博;盧圣晟;尤勇;劉軍;吳泉清;任會遠
• 申請（專利權）人: 華潤微集成電路（無錫）有限公司
• 主分類號: H02M1/42
• 分類號: H02M1/42;H02M1/12
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 余明偉

本發明提供一種改善諧波的有源功率因數校正電路、方法及驅動系統，包括：降壓式變換模塊；檢測輸出電流并產生補償電壓的輸出電流檢測模塊；采集開關控制信號的占空比的占空比補償模塊；產生鋸齒波的鋸齒波發生模塊，所述鋸齒波的充電電流正比于所述開關控制信號的占空比；產生開關控制信號的開關信號產生模塊。以所述開關控制信號的占空比對所述鋸齒波的充電電流進行補償，使得所述鋸齒波的充電電流正比于所述開關控制信號的占空比，從而使功率開關管的導通時間反比于開關控制信號的占空比；進而減小輸入電流的諧波分量。本發明的開關管的導通時間不再固定，而是隨占空比的增大而減小，從而實現高功率因數以及低的總諧波及諧波分量。

技術領域

本發明涉及電源管理領域，特別是涉及一種改善諧波的有源功率因數校正電路、方法及驅動系統。

背景技術

有源功率因數校正是指通過有源電路(主動電路)讓輸入功率因數提高，控制開關器件讓輸入電流波形跟隨輸入電壓波形。相對于無源功率因數校正電路(被動電路)，有源功率因數校正電路結構更加復雜，功率因數的改善效果更好，因此，有源功率因數校正被廣泛應用于電源管理領域。

在采用有源功率因數校正電路的LED驅動應用中，通常采用開關管固定導通時間的方法來實現高功率因數，這種方法有控制簡單，外圍器件少，也可以達到較高的功率因數。如圖1所示，現有技術中的采用有源功率因數校正電路的LED驅動電路1包括：電壓輸入模塊11、功率開關管M’、電阻R1’、電感L’、二極管D’、電阻R2’、電阻R3’、有源功率因數校正模塊12、電容C2’、電阻R4’、LED負載、電容C3’。所述電壓輸入模塊11包括整流橋和電容C1’；所述功率開關管M’的漏端連接于所述整流橋的第一輸出端、源端連接所述電阻R1’的一端；所述電感L’連接于所述電阻R1’的另一端和所述電容C2’的上極板之間，所述電容C2’的下極板連接所述整流橋的第二輸出端；所述電阻R4’及所述LED負載并聯于所述電容C2’的兩端；所述有源功率因數校正模塊12連接于所述功率開關管M’與所述電阻R1’之間，還連接所述電容C3’的上極板，所述電容C3’的下極板接地；所述電阻R2’及所述電阻R3’對所述電感L’兩端電壓分壓，并將分壓信號輸出到所述有源功率因數校正模塊12，所述有源功率因數校正模塊12據此產生所述功率開關管M’的控制信號。

所述電阻R1’上的峰值電流其中，Ton為所述功率開關管M’的導通時間，L_L’為所述電感L’的電感量，V_in為所述電壓輸入模塊11提供的輸入電壓，V_out為輸出電壓。因而整個系統的輸入電流滿足如下關系式：

從該式中可以看出，輸入電流Iin和輸出電壓Vout強相關，所以輸入電流含有較大的諧波分量。

如圖2所示為所述采用有源功率因數校正電路的LED驅動電路1的工作波形示意圖，由所述輸入電流Iin的波形可知，其波形呈現類方波的形狀，因此含有較大的諧波分量。

為了降低諧波分量，現有技術中，通常會在外圍線路上增加RC補償，如圖3所示，電阻R5’及電容C3’串聯構成RC補償模塊13，連接于所述電壓輸入模塊11及所述電容C3’之間。但是，由于這兩個器件都需要是高壓器件，所以體積較大，成本較高，也無法集成至芯片內部；而且在不同的系統中，這兩個器件的取值也不同，沒有自適應的特點。

因此，如何在改善諧波的前提下，實現體積小、成本低、易集成等目的已成為本領域技術人員亟待解決的問題之一。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種改善諧波的有源功率因數校正電路、方法及驅動系統，用于解決現有技術中有源功率因數校正電路的輸入電流諧波分量大的問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種改善諧波的有源功率因數校正電路，所述改善諧波的有源功率因數校正電路至少包括：