[发明专利]一种高功率因数电源校正电路

说明书

技术领域

本发明涉及高功率因数校正电源电路。 

背景技术

在电网中，各种负载尤其是非线性负载对于电网供电存在重大的影响。例如许多电器的电源需要将电网的交流电转换为直流电，在整流过程中产生的脉动电流包含大量的电流谐波分量。这些谐波分量倒流入电网，会造成对电网的谐波“污染”，当电流流过线路阻抗时造成谐波压降，使正弦波电网发生畸变。 

目前，我国对于家电强制执行“CCC认证”(CCC认证即“中国强制认证”，要达到这一标准的要求，各家电必须进行功率校正。通过近年来的研究，已有多种提高功率因数的电路。主要从以下两个方面进行改进： 

1.无源功率校正(PFC)电路 

无源PFC是通过电感，电容、二极管等元件补偿交流输入的基波电流与电压的相位差，强迫电流与电压的相位一致，可以降低电源对电网的谐波干扰与电网对电源的谐波干扰。这种功率因数校正电路可以将功率因数提高到0.7-0.8，电流谐波含量降到40％以下，这种线路在中小容量设备中得到广泛的应用。其特点主要是电路简单，成本低，可靠性高、维护方便、EM小等，缺点是线路体积大而笨重，且功率因数不高。 

2.有源功率因数校正电路 

这种方式可以称为主动是功率、因数校正方式，这种电路在整流器和负载之间接入一个DC/DC开关变换器，应用电流放馈技术，通过PFC专用逻辑芯片控制，使输入端电流波形在整个电周期内跟踪交流输入正弦电压波形，这种有源功率因数校正电路，可使输入电流接近正弦，从而使输入端总谐波畸变量(THD)小于5％，功率因数可以提高到0.99％甚至更高，这种电路的问题是这种功率因数校正电路由于增加了一级电路，增加了电路损耗，同时由于提高级提高了电压使得后级开关管器件电压参数提高，从而提高了成本。 

发明内容：

针对上述各种电路的缺陷，本发明解决的技术在于，提供一种成本低，电源效率高，可靠性好的简单的功率校正电源电路。 

本发明的主要思想是利用变压器一组初级线圈使得变压器在开关管截止时给储能电容充电，并利用一个小电容的储能有限这一特性，限制外电路给储能电容充电的充电量，使得变压器的在关断时，变压器上的余能完全的释放给储能电容，从而实现防正个变压器的饱和。 

本发明第一种线路为适用半桥电源电路，由整流电路、电能转换电路、功率因数校正电路组成。 

整流电路：由整流桥、电容C₁组成，具体接法是整流桥BR1输入接交流电源，电容C₁并接在整流桥的输出端。 

电能转换电路：由开关管Q₁、Q₂、变压器T的初级线圈T₁₁、变压器T的次级线圈T₂₂、电容C₃，C₄、C₅组成。其中开关管Q₂的漏极接储能电容C₄的正极，开关管Q₂的源极接开关管Q₁的漏极、变压器T的初级线圈T₁₁的一端，变压器T的初级线圈T₁₁的另一端接电容C₃的一端，电容C₃的另一端接储能电容C₄的负极、储能电容C₅的正极，储能电容C₅ 的负极接开关管Q₁的源极，并接于整流桥BR！的负极端，次级线圈接次级电路。 

功率因数校正电路：由二极管D₁、D₂、D₃、D₄、电容C₂、变压器T的初级线圈T₁₂组成，具体的接法二极管D₁、D₃的阳极相连接于整流桥的输出正极端，二极管D₁的阴极接二极管D₂的阳极、电容C₂的一端，电容C₂的另一端接变压器T的初级线圈T₁₂的一端，变压器T的初级线圈T₁₂的另一端接二极管D₃的阴极、二极管D₄的阳极，二极管D₂、D₄的阴极相连接于电容C₄的正极。