[实用新型]数字功率因数校正电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电子电路，更具体地说，本实用新型涉及一种数字功率因数校正电路。

背景技术

功率因数校正(PFC)电路被广泛应用于电源转换系统中，用于校正电流的相位，提高功率因数，减小系统损耗。功率因数(PF)的定义为平均功率与视在功率的比值，即

其中θ为PFC电路的输入线电压(即输入电压)与输入电流基波分量的相位差，THD为输入电流的总谐波畸变。控制的要求为尽量使θ为零度角。

图1示意性地示出了一种现有PFC电路50。如图1所示，PFC电路50包括：第一输入端子11和第二输入端子12，用以接收输入线电压V_in，该输入线电压V_in通常为正弦波形；整流器13，耦接至第一输入端子11和第二输入端子12，以将输入线电压V_in整流成整流电压V_Z(即通常所说的馒头波)；输入电容14，耦接在整流器13和参考地之间；功率开关电路15，包括至少一个功率开关，所述功率开关电路15耦接至整流器13接收整流电压V_Z，并将整流电压转化成所需的输出电压V_O，以提供给负载或者后级电路；控制电路16，接收表征输入线电压V_in的电压采样信号V_ifb、表征流过功率开关电路15的电流i_S的电流采样信号以及输出电压V_O，并根据电压采样信号V_ifb、电流采样信号和输出电压V_O产生控制信号，用以控制所述功率开关，使输出电压V_O满足要求。

由于在PFC电路50运行过程中，输入电容14上有电流i_C流过。而在实际电路控制中，控制电路16接收的电流采样信号表征的是流过功率开关电路15的电流i_S，而不是PFC电路50的输入电流i_in。因此，PFC电路50控制的是使流过功率开关电路15的电流与输入线电压V_in/整流电压V_Z同相位，如图2所示的PFC电路50的输入电流i_in、流过输入电容14的电流i_C、流过功率开关电路15的电流i_S、以及整流电压V_Z的时序波形图。也就是说，在现有PFC控制下，电路的输入电流和输入线电压之间仍旧存在较大的相位差，如图3示所示的PFC电路50的输入线电压V_in、流过功率开关电路15的电流i_S、流过输入电容14的电流i_C、以及输入电流i_in的相位图。

因此，除了电路的总谐波畸变THD的存在使功率因数降低之外，输入电容也影响了功率因数；并且输入电容的电容值越大，功率因数的值越低，尤其在轻载状态下更为严重。

实用新型内容

因此本实用新型的目的在于解决现有技术的上述技术问题，提出一种数字PFC电路。

为实现上述目的，根据本实用新型的实施例，提出了一种数字PFC电路，包括：第一输入端子和第二输入端子，接收输入线电压；整流器，耦接至第一输入端子和第二输入端子，将输入线电压整流成整流电压；输入电容，耦接在整流器和参考地之间；功率开关电路，包括至少一个功率开关，所述功率开关电路耦接至整流器接收整流电压，并将整流电压转化为输出电压；模数转换单元，接收表征输入线电压的电压前馈信号，将所述电压前馈信号转化为数字电压信号；周期计算单元，接收模数转换单元提供的数字电压信号，所述周期计算单元根据数字电压信号，计算得到输入线电压的周期，产生周期信号；补偿电流产生单元，接收周期计算单元提供的周期信号，产生补偿电流，所述补偿电流与流过输入电容的电流互补；参考电流校正单元，接收补偿电流产生单元提供的补偿电流，将补偿电流与原始参考电流信号进行运算，得到校正参考电流信号；PFC控制器，接收表征流过开关电路的电流的电流采样信号和参考电流校正单元提供的校正参考电流信号，产生逻辑控制信号，用以控制功率开关的运行。