[发明专利]功率因数校正电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种用来应对高频下的限制和单个电压电源(AC/DC)的能 源之星(ENERGY STAR)需求的功率因数校正电路。

背景技术

图1是用来说明根据现有技术的包括功率因数校正电路的AC-DC变换 器的电路示意图。在图1中，AC-DC变换器具有用来将来自AC电源的 AC输入电压整流成整流后的电压的整流器103、用来对整流后的电压进行 升压的升压斩波器104、以及用来将升压后的电压变换成稳定的DC电压的 DC-DC变换器105。

AC-DC变换器还具有PWM电路106、单稳多谐振荡器(one-shot multivibrator)107、脉冲合成器108、以及比较器109。

PWM电路106根据DC-DC变换器105的输出电压生成脉冲信号Vpa 并且向单稳多谐振荡器107和脉冲合成器108提供作为第一脉冲信号的脉 冲信号Vpa。

基于PWM电路106的脉冲信号Vpa和单稳多谐振荡器107的延迟脉 冲VpD，脉冲合成器108生成脉冲信号Vpb，脉冲信号Vpb的脉冲宽度比 脉冲信号Vpa的脉冲宽度要窄延迟脉冲VpD的脉冲宽度。

比较器109比较来自升压斩波器104的升压电压V0和参考电压Vref， 并且如果V0小于Vref，则停止生成延迟脉冲VpD。

在日本未审查专利申请公开号No.H07-135774中公开了上述的现有技 术。

发明内容

现有技术中的AC-DC变换器所使用的延迟脉冲VpD是不可变化的， 因此现有技术不能获得高频限制所指定的功率因数校正比率。由于不变的 延迟脉冲VpD，现有技术的升压斩波器104在通过整流器103从AC输入 电压生成的全波整流后的波形的底部，展现出很差的升压比和不充分的功 率因数校正比率。

由于上述的相同原因，现有技术不能满足由美国的EPA规定的关于单 个输出电源的能源之星的新需求等级V。对于AC 115V/230V的输入电压， 等级V要求功率因数大于或等于0.9。

本发明提供了一种简单的、价格便宜的、并且能够满足能源之星的等 级V的功率因数校正电路。

根据本发明的第一方面，提供了一种功率因数校正电路，用来通过开 关元件Q1的接通(ON)/关断(OFF)操作，对AC输入电压的整流后的 整流电压执行升压和功率因数校正，并且向以第一脉冲信号驱动的DC-DC 变换器提供升压后的输出电压。该功率因数校正电路包括延迟电路，用于 接收具有对应于DC-DC变换器的输出电压的脉冲宽度的第一脉冲信号，响 应于第一脉冲信号的接通脉冲而生成具有对应于整流后的电压的脉冲宽度 的延迟脉冲信号，并且将第一脉冲信号和延迟脉冲信号合成为第二脉冲信 号。该功率因数校正电路还包括驱动器，用于根据第二脉冲信号来驱动开 关元件。

根据本发明的第二方面，延迟电路具有校正器，用于在升压后的输出 电压小于预定电压时将延迟脉冲信号的脉冲宽度变窄。

根据本发明的第三方面，由延迟电路生成的第二脉冲信号的脉冲宽度 比第一脉冲信号的脉冲宽度窄延迟脉冲信号的脉冲宽度。

附图说明

图1是说明根据现有技术的包括功率因数校正电路的AC-DC变换器的 电路示意图；

图2是说明根据本发明的实施例1的包括功率因数校正电路的AC-DC 变换器的电路示意图；

图3是说明图2所示的功率因素校正电路中的PFC控制器的细节的电 路示意图；

图4说明了由AC输入电压制备的、图3所示的PFC控制器中的整流 且分压后的电压信号；

图5是说明图3所示的PFC控制器中的延迟电路的信号的时序图，其 中在额定负载下，在整流且分压后的电压信号的顶部区域内生成这些信号；

图6是说明图3所示的PFC控制器中的延迟电路中的信号的时序图， 其中在额定负载下，在整流且分压后的电压信号的底部区域内生成这些信 号；

图7说明了从AC输入电压获得的整流且分压后的电压信号f和流经 图3所示的PFC控制器中的开关元件Q1的漏电流PFCId；

图8说明了根据实施例1的AC输入电压与PFC输出电压之间的关系；

图9是说明在轻载负载下，图2所示的功率因数校正电路中的信号的 波形的时序图；