[发明专利]具有经过电压反馈改善功率因数的开关电源

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有功率因数改进功能的开关电源电路。

背景技术

图10和11表示开关电源电路中不同功率因数改进电路实例的电路图。图11仅表示功率因数改进电路部分的电路图。

图10表示一种使用电容器分压的电容耦合型的功率因数改进电路20a。

电源电路是通过提供一自激电压谐振型开关变换器形成的，该开关变换器具有改善功率因数的功率因数改进电路20a。

图中所示的电源电路设有一将工业交流电源AC进行全波整流的桥式整流电路Di。

桥式整流电路Di整流过的输出经过功率因数改进电路20a存储在平滑电容器Ci中，因此在平滑电容器Ci的两端就能获得一经过整流和平波的电压Ei。

为了描述电压谐振型变换器，就要参考本发明的实施例。

一并联谐振电容器Cr与一开关装置Q1的集电极相连接。并联谐振电容器Cr的电容和绝缘换流变压器PIT初级绕组N1侧的漏感L1形成一电压谐振型变换器的初级侧并联谐振电路．在开关装置Q1关断时间的过程中，谐振电容器Cr两端的电压由于并联谐振电路的作用实际上形成了一正弦脉冲波形，因此就能获得一电压谐振型操作。

功率因数改进电路20a具有一扼流圈Ls和一快速恢复型二极管D1，它们相互串联，插接在桥式整流电路Di的正输出端和平滑电容器Ci的正极端之间。一滤波电容器CN设置成与扼流圈Ls和快速恢复型二极管D1的串接电路相并联，由此与扼流圈Ls一起形成一标准模式的低通滤波器。

一并联谐振电容器C10与快速恢复型二极管D1相并联。该并联谐振电容器C10与扼流圈Ls一起形成一串联谐振电路。由此该串联谐振电路具有在轻载情况下能够控制经过整流和平波的电压Ei上升的作用。

并联谐振电容器Cr在扼流圈Ls，快速恢复型二极管D1的阳极和并联谐振电容器C10相互连接的节点与功率因数改进电路20a相连接，以使在初级侧并联谐振电路获得的开关输出能够反馈给功率因数改进电路20a。

因此，由于具有图中所示功率因数改进电路20a的结构，在初级侧并联谐振电路中获得的开关输出就能够经过并联谐振电容器Cr的电容耦合反馈到整流路径中。

由于并联谐振电容器Cr与功率因数改进电路20a中的快速恢复型二极管D1的阳极相连接，并联谐振电容器Cr和并联谐振电容器C10就处于相互串联的状态。更具体地说，作为并联谐振电容器Cr两端电压出现的一电压谐振脉冲电压通过并联谐振电容器Cr和并联谐振电容器C10之间的电容比进行分压。该电压经过与快速恢复型二极管D1相并联的并联谐振电容器C10反馈给平滑电容器Ci，因此就能形成一电压反馈型电路系统。

该电路结构将初级侧电压谐振脉冲电压Vcp＝600V经过初级侧并联谐振电容器Cr和C10，例如按大约3∶1的比例进行分压，然后反馈150V的高频正弦脉冲电压。

在接近交流输入电压VAC的正极和负极峰值时，快速恢复型二极管D1就导通，平滑电容器Ci就用交流输入电源AC的陡前沿脉冲充电电流进行充电。

在除了接近交流输入电压VAC的正极和负极峰值时，快速恢复型二极管D1能够容许通过反馈的脉冲电压重复地进行开关操作。在快速恢复型二极管D1关断时间的过程中，由并联谐振电容器Cr、电感Ls和电容器CN产生的并联谐振电流就流通了。在快速恢复型二极管D1导通时间的过程中，一高频充电电流从交流输入电源AC经过电感Ls流向平滑电容器Ci。

这种操作增大了交流输入电流IAC的导通角，因此就能改善功率因数。

图11表示使用第三绕组系统的二极管耦合型的功率因数改进电路20b。

该功率因数改进电路20b具有一扼流圈Ls和一肖特基二极管D1s，它们相互串联，插接在桥式整流电路Di正输出端和平滑电容器Ci正极端之间。

一滤波电容器CN与扼流圈Ls和肖特基二极管D1s的串联连接相并联，由此与扼流圈Ls一起形成一标准模式的低通滤波器。

绝缘换流变压器PIT的第三绕组N3经过串联谐振电容器C3与将肖特基二极管D1s的阳极和扼流圈Ls相互连接的节点相连接，因此在并联谐振电路初级侧获得的开关输出电压就能反馈给功率因数改进电路20b。