[发明专利]单周期功率因数校正电路

说明书

技术领域

本发明涉及消除或补偿无功功率的装置，尤其涉及一种单周期功率因数校正电路。

背景技术

为了减少输入谐波电流，实现电流与电压的同步，需要采用功率因数校正(PFC，PowerFactor Correction)电路。但是传统功率因数矫正电路技术复杂、设计步骤繁琐、所需元件多、体积大而且成本高，因此设计时其往往要在性能和成本之间进行折衷。另一方面，对于传统拓扑有源PFC电路，在输入交流电压突变时会产生很大的尖峰电流，对整流桥部分造成不利影响。

近年来，正在兴起的单周期的PFC电路能够对传统PFC控制电路进行简化，避免使用复杂的模拟乘法器，取得很好的控制效果，目前已经有单周期PFC控制芯片研制成功。但现有技术中的单周期PFC，基本使用平均电流控制算法，需要采样整流桥的输出电压，因此电抗器必须位于整流桥后。在特殊工作环境引起输入交流电压突变情况下，会产生较大的尖峰电流；另在电网电压输入的初始时刻，由于母线电容起始电压为0，也会引起较大的冲击电流。在上述两种情况下，功率器件的可靠性均会降低，从而影响单周期的PFC的使用寿命。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种单周期功率因数校正电路，以解决现有技术中尖峰电流会使单周期功率因数校正电路使功率器件的可靠性降低的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种单周期功率因数校正电路，包括：开关直流升压电路，具有第一交流输入端以及第二交流输入端，用于与交流电源连接；以及采样比较电路，用于形成脉宽调制信号，调整开关直流升压电路的输入功率的功率因数，开关直流升压电路包括依次连接的功率开关电路、第一电容以及电压采样电路，开关直流升压电路还包括：电感，第一端形成开关直流升压电路的第一交流输入端；整流电路，具有第一交流端、第二交流端、第一直流端以及第二直流端，第一交流端连接至电感的第二端，第二交流端形成功率电路的第二交流输入端，第一直流端形成第一节点，第二直流端连接至采样比较电路的第一输入端。

进一步地，在开关直流升压电路中：功率开关电路的第一输入端连接至采样比较电路的输出端，功率开关电路的第二输入端连接至整流电路的第二直流端，第三输入端连接至第一节点；第一电容的第一端与功率开关电路的第一输出端连接，第一电容的第二端与功率开关电路的第二输出端连接；电压采样电路的第一输入端与第一电容的第一端连接，第二输入端与功率开关电路的第二输出端连接，电压采样电路的输出端与采样比较电路的第二输入端连接，其中，逆变器和负载连接于功率开关电路的第一输出端与功率开关电路的第二输出端之间。

进一步地，功率开关电路包括：功率开关管驱动电路，输入端形成功率开关电路的第一输入端；功率开关管，基极与功率开关管驱动电路的输出端连接，集电极形成功率开关电路的第三输入端连接至第一节点，发射极形成功率开关电路的第二输出端；二极管，阳极连接至功率开关管的集电极，阴极形成功率开关电路的第一输出端，第一电阻，第一端与功率开关管的发射极连接，第二端形成功率开关电路的第二输入端。

进一步地，功率开关管、二极管与整流电路交流侧的电感组成BOOST升压电路，对整流电路的输出电压进行抬高。

进一步地，电压采样电路包括：第二电阻，第一端与功率开关电路的第一输出端连接，第二端形成电压采样电路的输出端；第三电阻，第一端与第二电阻的第二端连接，第二端与功率开关电路的第二输出端连接。

进一步地，采样比较电路包括：电流转换电路，输入端形成采样比较电路的第一输入端，用于将获取的整流电路的电流信号转换成第一电压信号；电压调节器，输入端形成采样比较电路的第二输入端，用于对电压采样电路采集的电压值进行调整，形成第二电压信号；离散积分电路，输入端与电压调节器的输出端连接，用于根据预设的时间间隔将第二电压信号进行离散化处理，形成离散的第二电压信号；电压比较电路，第一输入端与电流转换电路的输出端连接，第二输入端与离散积分电路的输出端连接，输出端与功率开关电路的第一输入端连接，用于根据第一电压信号以及离散的第二电压信号形成驱动功率开关电路的脉宽调制信号。

进一步地，离散积分电路还包括控制端，采样比较电路还包括：时钟电路，与离散积分电路的控制端连接，为离散积分电路提供具有预定时间间隔的时钟信号。

进一步地，整流电路为由四个二极管形成的整流桥。