[发明专利]功率因数校正电路及其输入电容的电流补偿方法

说明书

本发明公开了一种功率因数校正电路及输入电容的电流补偿方法，通过根据输入电压生成一表征流过所述输入电容的电流的补偿信号，将所述补偿信号叠加至所述电流反馈信号或者所述电流参考信号中，以减小流过所述输入电容的电流对功率因数的影响。

技术领域

本发明涉及一种电力电子技术，更具体地说，涉及一种应用于电源中的功率因数校正电路及其方法。

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。功率因数(PF)与输入电压与输入电流基波分量的相位差θ相关，控制的要求为尽量使行为差θ为零度角。

图1示意性地示出了一种现有的功率因数校正电路。如图1所示，功率因数校正电路包括：整流电路11，用以接收输入电压Vin，该输入电压Vin通常为正弦波形，以将输入电压Vin整流成直流输入电压Vz(即通常所说的馒头波)；输入电容Cin，耦接在整流电路11和参考地之间；开关型变换器12，包括至少一个功率开关S，开关型变换器12耦接至整流电路12，接收直流输入电压Vz，并将直流输入电压Vz转化成所需的输出电压Vo，以提供给负载或者后级电路；控制电路13，根据输入电压Vin或者表征输入电压Vin的电压采样信号、流过开关型变换器12的电流Is或者表征流过开关型变换器12的电流的电流采样信号以及输出电压Vo，以产生控制信号Q，用以控制功率开关S，使输出电压Vo满足要求。

由于在功率因数校正电路运行过程中，输入电容Cin上有电流Icin流过，而在实际电路控制中，控制电路13接收的是表征流过开关型变换器12的电流Is，而不是功率因数校正电路的输入电流Iin。因此，在现有功率因数校正电路控制下，电路的输入电流Iin和输入电压Vin之间仍旧存在较大的相位差。因此，输入电容会影响功率因数，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，由于输入电容Cin上电流Icin占比的增大，会导致更为严重。常见的补偿方法中，一是减小输入电容Cin的容值，但这会影响低压正常工作和EMI特性；二是斜坡补偿，但只是增加一个正偏置量，补偿效果有限且会影响电路控制。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种功率因数校正电路及输入电容的电流补偿方法，以解决现有的轻载工况下，输入电容对功率因数影响较大的问题。

第一方面，提供一种PFC控制电路，应用于功率因数校正电路中，所述功率因数校正电路包括输入电容以及开关型变换器，其特征在于，所述PFC控制电路包括：

补偿信号电路，用以根据输入电压生成一表征流过所述输入电容的电流的补偿信号；

电流控制电路，接收所述补偿信号，以根据所述补偿信号调节所述开关型变换器的控制信号，以减小流过所述输入电容的电流对功率因数的影响。

优选地，所述电流控制电路根据所述补偿信号调节电流参考信号或者表征流入所述开关型变换器的电流的电流反馈信号，并根据所述电流反馈信号以及所述电流参考信号生成开关型变换器的控制信号。

优选地，所述补偿信号为类正弦电流，且频率为输入交流电源的频率的两倍。

优选地，所述补偿信号电路通过对所述输入电压进行微分运算，以生成所述补偿信号。

优选地，所述补偿信号电路通过对所述输入电压的斜率变化进行采样，以生成所述补偿信号。

优选地，所述补偿信号电路通过在固定的采样时间内获取一中间电压的增长幅值，并将每个采样时间产生的最大值或平均值进行采样保持以获得所述输入电压的斜率变化，从而据此生成所述补偿信号，其中，所述中间电压随所述输入电压变化。

优选地，所述补偿信号电路通过控制所述采样时间的大小来控制所述补偿信号的幅值。

优选地，所述电流补偿电路包括，