本發(fā)明涉及開關電源控制，尤其涉及一種基于諧波補償?shù)拈_關電源電路。

背景技術：

1、開關電源在使用過程中，因半導體器件在導通和關斷時會產(chǎn)生諧波干擾，開關電源的交流整流濾波電路需用到大容量的電容來濾波獲得平滑的直流電而使得無功功率增加，降低了電網(wǎng)的質量，影響其他用電設備的正常運行。因此，許多國家都發(fā)布了限制用電設備電流諧波的限值標準，有必要對開關電源的電流諧波進行抑制和無功功率進行補償，滿足各國的標準。

2、目前，開關電源的電流諧波抑制和無功補償?shù)募夹g主要有無源補償技術和有源補償技術，如下：

3、（1）采用電感器和電容器構成的無源網(wǎng)絡進行諧波抑制和無功補償，由于所需的濾波電容器和濾波電感器的體積和重量較大，導致電源體積大、效率低、成本高；

4、（2）常見的無源逐流補償技術也能使諧波得到抑制和無功得到補償，但濾波后得到的直流電壓低、紋波大，使得開關電源的效率低，輸出性能低下。

5、（3）采用兩級轉換電路的低諧波開關電源，第一級是交流輸入側的基于boost變換器的有源功率因數(shù)校正電路，第二級是隔離的dc-dc的轉換電路。

6、（4）采用單級轉換電路的低諧波開關電源，是一種工作在非連續(xù)模式和臨界連續(xù)模式的單級隔離型pfc校正技術的單級轉換電路。

7、這幾種技術都采用了有源開關控制技術，都能抑制電流諧波低于標準限值，輸入功率因數(shù)可接近1，但這幾種技術都需要專用的控制器芯片驅動開關來控制電感的儲能或釋放達到有源功率因數(shù)校正，因此，開關電源的控制電路相對會比較復雜，成本比較高；而其中采用單級隔離型pfc校正技術的開關電源輸出的電壓紋波比較大，輸出性能低下，不適合適配電壓精度要求較高的設備。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種基于諧波補償?shù)拈_關電源電路，解決了現(xiàn)有的有源開關控制受限于專用的控制器芯片，電路復雜度高、成本高、電壓紋波比較大、電壓紋波比較大的技術問題。

2、為解決以上技術問題，本發(fā)明提供一種基于諧波補償?shù)拈_關電源電路，包括：順序連接的整流模塊、第一濾波模塊和pwm半橋電路，以及諧波補償模塊和電流檢測模塊；所述電流檢測模塊與所述pwm半橋電路的原邊電路連接；所述諧波補償模塊的輸入端接入交流輸入，輸出端與所述整流模塊的輸出端連接；

3、所述諧波補償模塊通過所述電流檢測模塊進行分壓檢測，從原邊電路檢測的原邊輸出電壓的波動幅度，進而根據(jù)所述波動幅度生成跟隨所述波動幅度反方向變化的補償調(diào)整電壓，并將所述補償調(diào)整電壓疊加至所述整流模塊的輸出端，執(zhí)行諧波補償。

4、在進一步的實施方案中，所述諧波補償模塊包括第二濾波模塊、整流橋bdr2、儲能電容ec1和儲能電容ec2；所述第二濾波模塊的一端與所述pwm半橋電路的原邊電路連接，另一端所述整流橋bdr2的負輸出端連接；

5、所述整流橋bdr2的正輸出端與所述整流模塊的輸出端連接，其第一輸入端與所述儲能電容ec1的正極連接，其第二輸入端與所述儲能電容ec2的正極連接；所述儲能電容ec1的負極與所述整流模塊的第一輸入端連接、并接入交流電源輸入端l，所述儲能電容ec2的負極與所述整流模塊的第二輸入端連接、并接入交流電源輸入端n。

6、在進一步的實施方案中，所述第二濾波模塊包括濾波電容c1和濾波電感l(wèi)1，所述濾波電容c1的一端接地，另一端與所述整流橋bdr2的負輸出端連接；所述濾波電感l(wèi)1的一端與所述pwm半橋電路的原邊電路連接，另一端與所述整流橋bdr2的負輸出端連接；所述濾波電容c1和濾波電感l(wèi)1用于濾除從原邊輸出電壓檢測到的高頻開關脈動成分。

7、在進一步的實施方案中，所述整流模塊包括整流橋bdr1，所述整流橋bdr1的第一輸入端、第二輸入端分別與交流電源輸入端l、交流電源輸入端n連接，其正輸出端與第一濾波模塊連接，負輸出端接地；所述整流橋bdr1用于對交流輸入進行整流輸出直流電源。

8、在進一步的實施方案中，所述第一濾波模塊包括電感l(wèi)2和電容c3，所述電感l(wèi)2的一端與所述整流模塊的正輸出端連接，另一端與所述pwm半橋電路連接；所述電容c3的一端與所述整流模塊的正輸出端連接，另一端接地；所述電感l(wèi)2和電容c3用于組成高頻濾波電路以濾除整流后的直流電源中的高頻干擾信號。

9、在進一步的實施方案中，所述pwm半橋電路包括第一開關管q1、第二開關管q2、變壓器tr1、濾波電容ec3和耦合電容c2；

10、所述第一開關管q1的第一端與所述第一濾波模塊的輸出端連接，第二端與所述變壓器tr1初級繞組的第一端連接；所述第二開關管q2的第一端與所述變壓器tr1初級繞組的第一端連接，第二端與所述電流檢測模塊連接；所述耦合電容c2的一端與所述變壓器tr1初級繞組的第二端連接，另一端與所述電流檢測模塊連接；所述變壓器tr1初級繞組的第二端還與所述諧波補償模塊連接；所述濾波電容ec3的一端接入所述第一開關管q1的第一端與所述第一濾波模塊的輸出端之間，另一端接地。

11、在進一步的實施方案中，所述電流檢測模塊包括電阻r1，電阻r1的一端與所述第二開關管q2的第二端連接，還通過耦合電容c2與所述變壓器tr1初級繞組的第二端連接。

12、在進一步的實施方案中，還包括第三濾波模塊，所述第三濾波模塊包括依次連接的電容cx1和共模電感l(wèi)3，所述共模電感l(wèi)3的輸入端與交流電源輸入端l、交流電源輸入端n連接，輸出端與所述整流模塊、諧波補償模塊連接，所述電容cx1的兩端分別與交流電源輸入端l、交流電源輸入端n連接。

13、在進一步的實施方案中，所述pwm半橋電路還包括副邊整流模塊，所述副邊整流模塊包括整流二極管d9和濾波電容ec4；所述整流二極管d9的正極與直流輸出端vo-連接，負極與所述變壓器tr1次級繞組的第一端連接；所述濾波電容ec4的正極與所述變壓器tr1次級繞組的第二端、直流輸出端vo+連接，負極與所述整流二極管d9的正極、直流輸出端vo-連接。

14、在進一步的實施方案中，所述第一開關管q1為n溝道m(xù)os管或p溝道m(xù)os管，第二開關管q2為n溝道m(xù)os管或p溝道m(xù)os管。

15、本發(fā)明的有益效果如下：

16、通過增設諧波補償模塊，在正弦波的交流電輸入時利用儲能電容ec1或儲能電容ec2進行接力式的電壓補償，能夠在交流輸入電壓瞬時值為(vec3-2*n*vo)至正向的峰值的時間段內(nèi)、在正峰值向負的峰值變化時間段內(nèi)均有整流二極管d9導通，進而擴寬整流二極管d9導通角，由于輸入電流的有效值將減小、諧波電流將被抑制，因此無功功率也將減小，功率因數(shù)將提高；在整流橋bdr2的檢測端設置濾波電容c1和濾波電感l(wèi)1，用于濾除從原邊輸出電壓檢測到的高頻開關脈動成分，能夠進一步提高補償精度。而由于以整流橋bdr2、儲能電容ec1和儲能電容ec2為核心，構建諧波補償機制，因此：

17、（1）相比采用常用電感器和電容器的無源補償技術的開關電源，本技術體積更小，效率更高，成本更低；

18、（2）相比采用無源逐流補償技術的開關電源，本技術輸出的紋波小、效率更高、輸出性能更高；

19、（3）相比采用基于boost變換器的有源補償技術的開關電源，本技術電路簡單，所用器件更少，成本更低；

20、（4）相比采用單級隔離型pfc校正技術的開關電源，本技術輸出的紋波更小、效率更高、輸出性能更高。