[发明专利]高效高功率因素充电器电路

说明书

技术领域

本发明涉及蓄电池充电器，具体涉及一种高效高功率因素充电器的电 路。

背景技术

在人们的生活中，各式电动工具、电动用品譬如电动自行车，均配有蓄 电池，因此与这些设备配套使用的充电器使用量是巨大的。

现有具代表性的较先进、成熟的充电器的电路，如图1、图2所示，由 第一整流滤波电路、变压器、第二整流滤波电路、电压电流误差信号取样电 路、光电耦合器、脉宽调制电路以及一N沟道场效应晶体管构成，交流电源 接第一整流滤波电路，该第一整流滤波电路的输出负极端接地，而其输出正 极端接变压器的初级侧第一绕组N1的一端，而该初级侧第一绕组N1的另一 端经N沟道场效应晶体管及一电阻接地；变压器的次级侧第二绕组N2接第 二整流滤波电路，该第二整流滤波电路的输出端口作为充电输出口接蓄电 池；并且，所述充电输出口上分出一路接电压电流误差信号取样电路由其取 样得到误差信号，该误差信号经光电耦合器输入脉宽调制电路，脉宽调制电 路输出脉冲信号至N沟道场效应晶体管的栅极，控制N沟道场效应晶体管的 通断，构成电压及恒流反馈控制式电路结构。见图2所示，上述脉宽调制电 路由脉宽调制(PWM)芯片IC1和由电阻、电容、二极管连接成的芯片外围 电路构成，在作用上是按输入信号的变化调整输出脉冲的脉宽。

上述充电器电路具有电气隔离、电压控制及恒流控制等特点，但是，它 仍具有一明显缺陷：功率因素cosΦ严重偏低，大约在0.5～0.65之间。功率 因素偏低导致的直接后果就是使交流市电输入端电流和电压波形发生畸变， 整流器的导通角大大缩短，电流波形变成非正弦的窄脉冲，这种现象严重危 害电网的正常工作使电网输送线路上的无功功率损耗剧增，浪费了大量的电 能。因此，为顺应国家所倡导节约能源的发展方向，提高充电器电路的功率 因数是非常有必要的。

但是，通常人们想到要提高充电器电路的功率因数，就是在原来低功率 因素充电器前端增加一个功率因素校正电路，这种设计不仅成本增加，最主 要的是会使效率大幅降低，顾此失彼，故现市面上的充电器均未作提高功率 因素的设计。

发明内容

本发明提供一种高效高功率因素充电器电路，其目的是在不降低效率不 增加成本的前提下解决现有充电器电路功率因素低的技术问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种高效高功率因素充电 器电路，包括整流电路、变压器、整流滤波电路、电压电流误差信号取样电 路、光电耦合器、脉宽调制电路以及一N沟道场效应晶体管；所述整流电路 的输入端口接交流电源，其输出负极端接地，而其输出正极端接所述变压器 的初级侧第一绕组的首端，而该初级侧第一绕组的尾端经所述N沟道场效应 晶体管以及第一电阻接地；所述变压器的次级侧第二绕组接整流滤波电路， 该整流滤波电路的输出端口作为充电输出口，该充电输出口上分出一路接电 压电流误差信号取样电路，该电压电流误差信号取样电路的输出接光电耦合 器的输入端口，而光电耦合器的输出端口接脉宽调制电路，脉宽调制电路输 出脉冲信号至N沟道场效应晶体管的栅极，以此构成电压及恒流反馈控制式 电路结构；

所述脉宽调制电路为脉宽调制及功率因数校正双效电路，由峰值电流型 升压式功率因数校正芯片和芯片外围电路构成；所述芯片外围电路如下：

所述峰值电流型升压式功率因数校正芯片的工作电源脚上接入三路，其 中第一路是由所述整流电路的输出正极端经第二电阻接入，第二路是由所述 变压器的初级侧第三绕组经第一二极管接入，第一二极管的正极朝向初级侧 第三绕组，第三路是由地经第一电容接入；

所述峰值电流型升压式功率因数校正芯片的零电流检测输入脚上经第 三电阻接至所述第一二极管的正极；

所述峰值电流型升压式功率因数校正芯片的电压反馈输入脚上分出两 路，一路经第四电阻并至工作电源脚上，另一路经第五电阻接地；

所述峰值电流型升压式功率因数校正芯片的倍增器输入脚上分出两路， 一路经第六电阻接所述整流电路的输出正极端，另一路上经相并联的第七电 阻和第二电容接地；

所述峰值电流型升压式功率因数校正芯片的补偿脚通过第三电容接地， 并且，在第三电容两端跨接所述光电耦合器的输出端口；

所述峰值电流型升压式功率因数校正芯片的接地脚接地；

所述峰值电流型升压式功率因数校正芯片的电流取样输入脚连接所述N 沟道场效应晶体管的源极；