[发明专利]一种PFC电荷泵电路

说明书

本申请公开了一种PFC电荷泵电路，在普通一阶电荷泵电路的基础上进行改进，通过增加第五电容连接电荷泵电路电源输入端以及LLC或者LC电路，利用LLC或者LC电路中谐振电感产生的谐振电流为电源输入端提供一个补偿电流，拓宽电源输入电流的输入角，平滑输入电流，以改善单阶电荷泵电路在较宽输出范围的情况下，易存在总谐波畸变较大、以及谐波不满足IEC标准的问题，同时，相比于可获得同等PFC效果的二阶电荷泵电路，本申请公开的电荷泵电路省去了3个二极管器件及其相应连接导线，具有更低成本、更小电路体积的优势。

技术领域

本发明涉及电路技术领域，具体涉及一种PFC电荷泵电路。

背景技术

在带有半桥电路结构的LED驱动、镇流器以及其他类似功能电源电路领域中，电荷泵(Charge Pump)电路是一种常用的PFC(Power Factor Correction，功率因数校正)解决方案，具有低成本高效率等优点。

如图1所示，现有技术中单阶电荷泵电路的应用情形，该单阶电荷泵电路包括电源输入端AC_in、电容C_X、电容C₁₁、电容C₁₂、电容C₁₃、单相整流桥BD₁₀以及二极管D₁₇，其中，输入端AC_in的火线与零线与单相整流桥BD₁₀的引脚3和引脚4连接，电容C_X设置于火线与零线之间，单相整流桥BD₁₀的引脚1与串联震荡电路的V_bus+线路连接，电容C₁₁、电容C₁₂以及二极管D₁₇的一端分别与单相整流桥BD₁₀的引脚₂连接，其中电容C₁₂以及二极管D₁₇的另一端分别与串联震荡电路的V_bus-线路连接，电容C₁₁的另一端与串联震荡电路中的谐振电感L₃₀以及变压器T₃₁串联，电容C₁₁与谐振电感L₃₀之间可以串联设置多个用于监测谐振电流的互相并联的电阻R₃₂、R₃₃、R₃₄。上述电路工作过程中，谐振电感L₃₀产生谐振电流I_r流向电容C₁₁，给电容C₁₁充电结束后谐振电流I_r变成电流I_r1流向电容C₁₂对其充电，该充电过程将持续至电容C₁₂两端电压V_C12与输入端电压V_ACin之和等于电容C₁₃两端电压V_C13与单相整流桥BD₁₀两端电压V_BD10之和时，电流I_r1不再给电容C₁₂充电，变成电流I_r2流向单相整流桥BD₁₀并给电容C₁₃充电，此时，输入端电流等于电流I_r2。单阶电荷泵电路具有结构简单，成本低的优势，是一种常用的PFC解决方案，但是在较宽输出范围的情况下，易存在总谐波畸变较大、以及谐波不满足IEC标准的问题。

如图2所示，为现有技术中二阶电荷泵电路在的应用情形，二阶电荷泵电路是在前述一阶电荷泵电路的基础上，增加了电容C₁₀以及3个二极管器件D₁₄、D₁₅、D₁₆。二阶及多阶电荷泵电路相较于单阶电荷泵电路，可以避免在较宽输出范围下总谐波畸变及谐波存在的问题，但是从图2中可知，仅为了拓宽电荷泵电路的输出范围以满足IEC标准，二阶电荷泵电路增加了多个元器件，使其电路结构更为复杂，增大了生产成本和产品体积，不符合现代电子产品小型化精密化的发展趋势。

发明内容