[实用新型]一种单级有源功率因数校正电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及功率的自动控制技术领域。

背景技术

目前广泛采用的有源功率因数变换器大多是采用传统的boost升压功率因数变换和DC/DC变换相结合的方案。其整体框图如图2所示，其电路一般包括两个独立的功率变换单元(为两级电路)，每个独立的功率变换单元都有独立的功率器件和控制电路。功率因数变换全部采用的是BOOST电路的方式；DC/DC变换电路的拓扑种类很多，可以是半桥，全桥，推挽，正激，反激等。目前有源功率因数变换器普遍的水平是工作于硬开关方式，其缺点是电路复杂元件多，成本高，体积大，功率管工作在硬开关状态，电磁辐射严重，效率低，其中boost电路的整流二极管工况很差，其反向恢复电流不仅会带来很大的电磁干扰，而且容易对器件本身造成毁灭性的损坏，长久以来，一直制约着有源功率校正电路的发展。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种结构简单、成本较低、电磁辐射低的单级有源功率因数校正电路。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：一种单级有源功率因数校正电路，其特征在于包括谐振式功率变换电路、高频信号检测电路、双路输出电流型控制IC、功率因数校正采样控制电路、下降沿检测电路和电流采样模块，所述谐振式功率变换电路的交流输入端接所述功率因数校正采样控制电路中输入电压检测模块的输入端，所述交流输入的任意端经一电流采样模块接输入电流信号检测模块的输入端；所述输入电流信号检测模块的输出端接电流跟踪误差放大器OP2的一个输入端，乘法器的输出端接所述电流跟踪误差放大器OP2的另一个输入端；所述电流跟踪误差放大器OP2的输出端接电流比较器OP1的一个输入端，带开关的积分电路的输出端接所述电流比较器OP1的另一个输入端，分相器的输出端分别接所述谐振式功率变换电路中主开关管S1、S2的控制端和下降沿检测电路的输入端，所述下降沿检测电路的输出端接振荡器的输入端；所述谐振式功率变换电路中电感L1、L2和电容C4、C1组成的串联谐振回路中的任一点接电流采样器的输入端；带开关的积分电路的开关控制端接下降沿检测电路的输出端，第二触发器的输出端接振荡器的一个输入端；谐振式功率变换电路的输出反馈电压U_O接主电压误差放大器OP3的一个输入端，其另一个输入端接基准电压V_REF。

所述功率因数校正采样控制电路包括输入电流信号检测模块、输入电压信号检测模块、乘法器和主电压误差放大器OP3，所述输入电压信号检测模块的输出端接所述乘法器的一个输入端，所述主电压误差放大器OP3的输出端接所述乘法器的另一个输入端。

所述双路输出电流型控制IC包括电流比较器OP1、第一触发器、振荡器、门电路和分相器，所述电流比较器OP1的输出端接第一触发器的一个输入端，所述振荡器的输出端分别接所述第一触发器的另一个输入端和所述门电路的一个输入端，所述第一触发器的输出端接所述门电路的另一个输入端，所述门电路的输出端接所述分相器的输入端。

所述高频信号检测电路包括电流采样器、整流电路、带开关的积分电路、过零比较器和第二触发器，所述电流采样器的一个输出端接所述整流电路的输入端，所述整流电路的输出端接带开关的积分电路的输入端，所述电流采样器的另一个输出端接所述过零比较器的输入端，所述过零比较器的输出端接所述第二触发器的输入端。

所述谐振式功率变换电路可以是全桥式串联谐振电路或者半桥式串联谐振电路。

所述电流采样模块可以是电阻、霍尔器件和电流互感器中的任意一个。

本实用新型的有益效果如下：所述电路在功率变换过程中，开关管可以实现全程软开关，不存在boost电路中的整流二极管的反向恢复电流的问题；开关损耗接近于零，效率高；开关管的工作状况好，可靠性高；电路由两级变为一级，元器件减少，成本降低；高频工作电流为正弦形态，电磁辐射低。 

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1是本实用新型的结构框图；

图2是现有单级有源功率因数变换电路的结构框图；

其中：1、谐振式功率变换电路 2、高频信号检测电路 3、双路输出电流控制IC 4、功率因数校正采样控制电路 5、下降沿检测电路 6、电流采样模块；

21、电流采样器 22、整流电路 23、带开关的积分电路 24、过零比较器25、第二触发器；

31、第一触发器 32、振荡器 33、门电路 34、分相器；