[发明专利]音频噪声消除电路

说明书

技术领域

本发明涉及功率因素校正控制电路领域，更具体地，是一种用于消除工作在临界导通模式的功率因素校正控制电路音频噪声的电路。

背景技术

因素校正是指对电路的功率因素进行校正，使之接近于1，这样可以使电网得到的能量尽可能多的用于做功，提高用电效率。无功率因素校正的整流电流的最大瞬时功率是有功率因素校正的几倍，这会大大增加供电电网的负荷，无功率因素校正的供电系统比有功率因素校正的供电系统更容易引起火灾等重大安全事故。因此，在绿色节能安全的考虑下，功率因素校正已经广泛应用于照明、电视、电脑和各种大功率电器中。

如图1所示，是现有的功率因素校正控制电路的工作原理图，该电路以控制器为核心构建，其中，在控制器的外围设置上，电源V_i为系统提供输入电压，它是供电电网中提供的交流电电压，输入电流I_i是电源V_i的输出电流。信号经过整流桥进行整流，C_i是高频滤波电容，用于滤除高频噪声。Rcs为电流采样电阻，通常为0.25欧姆到1.5欧姆。Co是输出电容，整个系统的输出电压是V_O，通常情况下为400V的直流加上频率为100Hz幅值为10V左右的交流纹波。

输入电压V_i经过整流桥整流后，控制器对其进行采样作为输入电流的正弦基准信号，参见图2所示。假设M₁导通，因为M₁的导通电阻和R_CS都很小，M₁的漏端的电压接近于零，输出电压V_O为400V，二极管D₁截止，电感L上的电流通过M₁流过R_CS；电感L左端为整流后的输入电压，电感L右端为地，电感上的电流增加，即R_CS上的电压增加，当R_CS上的电压大于正弦基准信号的电压时，I_CS信号为1，将M₁关断。M₁关断时，电感电流不能突变，M₁的漏端产生很高的电压，二极管D₁导通，电感L上的电流流向负载和C_O；由于输入电压Vi的最大值为375V，小于M₁漏端电压400V+0.7V，所以电感L上的电流开始减小，当控制器检测到电感上的电流减小到零时，控制器会产生一个正脉冲信号，将M₁打开。如此循环，使电感上的峰值电流追随正弦基准信号变化，参见图3所示。正弦基准信号是输入电压Vi整流后的采样，电感电流是追随整流后的输入电压变化的，因此输入电流I_i追随输入电压V_i变化的，功率因素得到校正。如图4所示，是没有功率因素校正的输入电压和输入电流的示意图，其中，1为输入电压V_i，2为输入电流I_i。如图5所示，是经上述功率因素校正控制电路进行功率因素校正的输入电压和输入电流的示意图，其中，1为输入电压V_i，2为输入电流I_i。从附图比较可知，经过功率因素校正控制电路，使得输入电流得到校正，并最终对功率因素进行校正。

另一方面，国际机构对于供电电源的谐波失真制定了一系列的规范，为满足规范要求，输入电流的谐波失真要小于特定的值。输入电流谐波失真的一个重要组成部分是其过零点的失真，它主要是由整流桥和整流桥后的高频滤波电容（如图1中Ci）所引起。当瞬时线电压小于整流桥后高频滤波电容上的电压与整流二极管（如图1中D₁）导通电压之和时，输入瞬时电流为零，引起谐波失真。

对于工作在临界导通模式的功率因素校正控制电路，当电流采样电阻上的电压大于正弦基准电压时，功率MOS管（如图1中M₁）关断；当电感上的电流为零时，功率MOS管打开。因此，目前减小过零处输入电流失真的一个主要技术就是增加过零附近的正弦基准电压值。