[发明专利]带有APFC电路的单相整流器及其交流输入电压幅值检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及有源功率因数校正技术领域，更具体地说，涉及带有APFC电路的单相整流器及其交流输入电压幅值检测方法。  

背景技术

交流输入电源经整流和滤波后，非线性负载使得输入电流波形畸变，输入电流呈脉冲波形，含有大量的谐波分量，使得功率因数很低。由此带来的问题是：谐波电流污染电网，干扰其他用电设备；在输入功率一定的条件下，输入电流较大，必须增大输入断路器和电源线的量；三相四线制供电时中线中的电流较大，由于中线中无过流防护装置，有可能过热甚至着火。为此，没有功率因数校正电路的开关电源被逐渐限制应用。提高功率因数对于降低能源消耗，减小电源设备的体积和重量，缩小导线截面积，减弱电源设备对外辐射和传导干扰都具有重大意义。所以，设有功率因数校正电路使功率因数近于1的开关电源得到迅速的发展。

APFC技术（有源功率因数校正技术）的基本思想是将输入的交流电进行整流，在整流电路与滤波电容之间加入DC/DC变换，通过适当控制使输入电流的波形自动跟随输入电压的波形，即使整流器的输出电流跟随它输出直流脉动电压波形，且要保持贮能电容电压稳定，从而实现稳压输出和单位功率因数输入。

对于设有APFC电路的单相整流器在进行有源功率因数校正的过程中，需要对输入的单相交流电进行检测，比较常规的做法是采用电压互感器或者是采用模拟芯片构成的电路进行检测，上述做法的电路结构复杂、体积较大，电路成本较高。

为了解决上述问题，现有技术中有通过交流输入过零检测和电压幅值检测相结合的方式对输入的单相交流电进行检测，这样获得交流输入的过零点和电压幅值即可间接地完成交流输入的检测。过零检测技术比较成熟，对于电压幅值检测，尽可能不增加或者少增加额外电路，实现低成本检测交流输入电压幅值是一个急需解决的问题。 

 

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中，带有APFC电路的单相整流器交流输入电压检测存在的缺陷，提供一种带有APFC电路的单相整流器，以及该单相整流器交流输入电压幅值的检测方法。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

本发明的第一方面，一种带有APFC电路的单相整流器，包括单相输入端、输出端和单相整流电路，单相输入端连接单相交流电，输出端的输出为直流电，单相整流电路的正输出端通过一个电感跨接一个电子开关至整流电路的负输出端，电子开关的控制端和一个脉宽调制电路的输出端相连，单相整流电路的负输出端设有电流采样电阻，其特征在于：进一步包括分压采样电路，所述分压采样电路的正输入端连接单相整流电路的正输出端，或者通过辅助整流电路连接单相输入端，分压采样电路的负输入端连接电流采样电阻的高电势端。

本发明中，当负载较大时，分压采样电路的正输入端通过辅助整流电路连接单相输入端，分压采样电路的负输入端连接采样电阻的高电势端，以适用不同的功率因数校正功率等级。

所述分压采样电路包括电阻分压采样电路和线性光耦分压采样电路。

本发明中，单相整流器的控制地设置在电流采样电阻的高电势端，以避免控制过程中控制信号受到电流采样电阻的影响。

本发明的第二方面，带有APFC电路的单相整流器交流输入电压幅值检测方法，所述单相整流器包括单相输入端、输出端和单相整流电路，单相输入端连接单相交流电，输出端的输出为直流电，单相整流电路的正输出端通过一个电感跨接一个电子开关至整流电路的负输出端，电子开关的控制端和一个脉宽调制电路的输出端相连，单相整流电路的负输出端设有电流采样电阻，其特征在于：进一步包括分压采样电路，所述分压采样电路的正输入端连接单相整流电路的正输出端，或者通过辅助整流电路连接单相输入端，分压采样电路的负输入端连接电流采样电阻的高电势端，通过分压采样电路采集到的输出电压与交流输入电压幅值的关系，获得交流输入电压幅值。

本发明中，当负载较大时，分压采样电路的正输入端通过辅助整流电路连接单相输入端，分压采样电路的负输入端连接采样电阻的高电势端，以适用不同的功率因数校正功率等级。

所述分压采样电路包括电阻分压采样电路和线性光耦分压采样电路。

本发明提供了一种低成本的带有APFC电路的单相整流器，该单相整流器在尽可能少增加额外电路的情况下，实现低成本检测交流输入电压幅值，电路结构简单、可靠，通过设置辅助整流电路，可方便地适用不同的功率因数校正功率等级，避免了大负载情况下，单相整流电路二极管压降对交流输入电压幅值检测精度的影响。

说明书附图