高功率因數(shù)校正的非隔離型開(kāi)關(guān)電源的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】高功率因數(shù)校正的非隔離型開(kāi)關(guān)電源
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及電子電路領(lǐng)域，具體地，涉及一種高功率因數(shù)校正的非隔離型開(kāi)關(guān)電源。
【背景技術(shù)】
[0003]目前家用電器的功率前級(jí)多采用二極管全橋整流方式，這會(huì)造成電網(wǎng)諧波污染，功率因數(shù)下降，無(wú)功分量主要為高次諧波，其中三次諧波幅度約為基波幅度的95%，五次諧波幅度約為基波幅度的70%.七次諧波幅度約為基波幅度的45%。高次諧波會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成危害，使用電設(shè)備的輸入端功率因數(shù)下降，而且產(chǎn)生很強(qiáng)的電磁干擾(EMI)，對(duì)電網(wǎng)和其他用電設(shè)備的安全運(yùn)行造成潛在危害。高功率因數(shù)校正的非隔離型開(kāi)關(guān)電源(Active PowerFactor Corrector, APFC)可將電源的輸入電流變換為與輸入市電同相位的正弦波,從而提高電器設(shè)備的功率因數(shù)，減少對(duì)電網(wǎng)的諧波污染。理論上，降壓式(Buck)、升壓式(Boost)、升/降壓式(Boost-Buck)以及反激式(Flyback)等變換器拓?fù)涠伎勺鳛锳PFC的主電路。其中，Boost APFC是簡(jiǎn)單電流型控制，功率因數(shù)值高，總諧波失真小，效率高，但輸出電壓高于輸入電壓，適用于75?2 000 W功率電源，應(yīng)用廣泛。
[0004]升壓式APFC的電感電流連續(xù)，儲(chǔ)能電感可作為濾波器抑制射頻干擾(RFI)和EMI噪聲，并防止電網(wǎng)對(duì)主電路的高頻瞬態(tài)沖擊.電路有升壓斬波電路，輸出電壓大于輸入電壓峰值，電源允許的輸入電壓范圍擴(kuò)大，通?？蛇_(dá)90?270 V，提高電源的適應(yīng)性，且升壓式APFC控制簡(jiǎn)單，適用的功率范圍寬。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為實(shí)現(xiàn)一種高功率因數(shù)的開(kāi)關(guān)電源，本發(fā)明公開(kāi)了一種高功率因數(shù)校正的非隔離型開(kāi)關(guān)電源。
[0006]本發(fā)明所述高功率因數(shù)校正的非隔離型開(kāi)關(guān)電源，用于開(kāi)關(guān)電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，包括輸入電壓米樣電路、輸出電壓米樣電路、輸入電壓誤差放大器、輸出電壓誤差放大器、乘法器和PffM比較器，所述輸入電壓采樣電路連接在電源輸入端和乘法器第一輸入端之間，輸出電壓采樣電路連接在電源輸出端和輸出電壓誤差放大器之間，所述輸出電壓誤差放大器的輸出端連接乘法器第二輸入端，所述乘法器的輸出端和電源輸入端分別連接輸入電壓誤差放大器的兩個(gè)輸入端，所述輸入電壓誤差放大器的輸出端連接PWM比較器的輸入端，所述PWM比較器的另一輸入端和輸出端分別連接三角波發(fā)生器和開(kāi)關(guān)電源拓?fù)渲泄β使艿目刂贫恕?br>[0007]優(yōu)選的，所述輸入電壓采樣電路的反相輸入端和輸出端之間還連接有補(bǔ)償電容。
[0008]優(yōu)選的，所述輸出電壓采樣電路的反相輸入端和輸出端之間還連接有補(bǔ)償電容。
[0009]具體的，輸入電壓采樣電路和/或輸出電壓采樣電路為連接在采樣點(diǎn)和地之間的分壓電阻串。
[0010]具體的，所述開(kāi)關(guān)電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為BOOST、BUCK或BUCK-B00ST中任意一種。
[0011]本發(fā)明所述高功率因數(shù)校正的非隔離型開(kāi)關(guān)電源，采用電壓電流雙閉環(huán)的平均電流控制模式原理，能夠?qū)崿F(xiàn)電器設(shè)備的功率因數(shù)校正，系統(tǒng)的功率因數(shù)明顯提高。同時(shí)，系統(tǒng)的EMC指標(biāo)也得到改善。本發(fā)明也適用于其他同類(lèi)型APFC控制器件的電路實(shí)現(xiàn)，具有廣泛的工程參考價(jià)值。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是本發(fā)明一種【具體實(shí)施方式】示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合實(shí)施例及附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地的詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
[0014]本發(fā)明所述高功率因數(shù)校正的非隔離型開(kāi)關(guān)電源，用于開(kāi)關(guān)電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，包括輸入電壓米樣電路S1、輸出電壓米樣電路S2、輸入電壓誤差放大器CA、輸出電壓誤差放大器VA、乘法器M和PffM比較器，所述輸入電壓采樣電路連接在電源輸入端和乘法器第一輸入端之間，輸出電壓采樣電路連接在電源輸出端和輸出電壓誤差放大器之間，所述輸出電壓誤差放大器的輸出端連接乘法器第二輸入端，所述乘法器的輸出端和電源輸入端分別連接輸入電壓誤差放大器的兩個(gè)輸入端，所述輸入電壓誤差放大器的輸出端連接PWM比較器的輸入端，所述PWM比較器的另一輸入端和輸出端分別連接三角波發(fā)生器TR和開(kāi)關(guān)電源拓?fù)渲泄β使艿目刂贫恕?br>[0015]圖1中，檢測(cè)到電感電流iL，則得到信號(hào)iLRl，將該信號(hào)送入電流誤差放大器CA中，電流基準(zhǔn)值由乘法器輸出z，乘法器有兩個(gè)輸入，一個(gè)為X，是輸出電壓Vo/H與基準(zhǔn)電壓Vref之間的誤差信號(hào)；另一個(gè)輸入y，為電壓DC的檢測(cè)值VDC/K，VDC為輸入正弦電壓的全波整流值。
[0016]根據(jù)功率要求，功率電路的功率器件選擇如下:Boost電感L2取值470 μ H;開(kāi)關(guān)管VQl為IRFP460，其主要參數(shù)為:漏-源極最小擊穿電壓500 V，漏-源極的最大導(dǎo)通電阻為0.27 Ω，最大導(dǎo)通電流20 A ;整流二極管VDl選取肖特基二極管STFA806，其主要參數(shù)為:反向工作電壓600 V，正向平均工作電流8 A0輸出電容C14取值2 200 μ F / 450 V。
[0017]平均電流法的電流環(huán)調(diào)節(jié)輸入電流平均值，使其與輸入整流電壓同相位，接近正弦波形。輸入電流信號(hào)被直接檢測(cè)，與基準(zhǔn)電流比較后.其高頻分量的變化通過(guò)電流誤差放大器，被平均化處理。放大后的平均電流誤差與鋸齒波斜坡比較后，給開(kāi)關(guān)Tr驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并決定其占空比，從而迅速而精確地校正電流誤差。由于電流環(huán)具有較高的增益一帶寬(gain-banelwidth)，使跟蹤誤差產(chǎn)生的畸變小于1%，容易實(shí)現(xiàn)接近于I的功率因數(shù)。
[0018]如上所述，可較好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.高功率因數(shù)校正的非隔離型開(kāi)關(guān)電源，用于開(kāi)關(guān)電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其特征在于，包括輸入電壓采樣電路、輸出電壓采樣電路、輸入電壓誤差放大器、輸出電壓誤差放大器、乘法器和PffM比較器，所述輸入電壓采樣電路連接在電源輸入端和乘法器第一輸入端之間，輸出電壓采樣電路連接在電源輸出端和輸出電壓誤差放大器之間，所述輸出電壓誤差放大器的輸出端連接乘法器第二輸入端，所述乘法器的輸出端和電源輸入端分別連接輸入電壓誤差放大器的兩個(gè)輸入端，所述輸入電壓誤差放大器的輸出端連接PWM比較器的輸入端，所述PWM比較器的另一輸入端和輸出端分別連接三角波發(fā)生器和開(kāi)關(guān)電源拓?fù)渲泄β使艿目刂贫恕?.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高功率因數(shù)校正的非隔離型開(kāi)關(guān)電源，其特征在于，所述輸入電壓采樣電路的反相輸入端和輸出端之間還連接有補(bǔ)償電容。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高功率因數(shù)校正的非隔離型開(kāi)關(guān)電源，其特征在于，所述輸出電壓采樣電路的反相輸入端和輸出端之間還連接有補(bǔ)償電容。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高功率因數(shù)校正的非隔離型開(kāi)關(guān)電源，其特征在于，輸入電壓采樣電路和/或輸出電壓采樣電路為連接在采樣點(diǎn)和地之間的分壓電阻串。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高功率因數(shù)校正的非隔離型開(kāi)關(guān)電源，其特征在于，所述開(kāi)關(guān)電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為BOOST、BUCK或BUCK-B00ST中任意一種。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明所述高功率因數(shù)校正的非隔離型開(kāi)關(guān)電源，用于開(kāi)關(guān)電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，包括輸入電壓采樣電路、輸出電壓采樣電路、輸入電壓誤差放大器、輸出電壓誤差放大器、乘法器和PWM比較器，所述輸入電壓采樣電路連接在電源輸入端和乘法器第一輸入端之間，所述輸入電壓誤差放大器的輸出端連接PWM比較器的輸入端，所述PWM比較器的另一輸入端和輸出端分別連接三角波發(fā)生器和開(kāi)關(guān)電源拓?fù)渲泄β使艿目刂贫?。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)電器設(shè)備的功率因數(shù)校正，系統(tǒng)的功率因數(shù)明顯提高。同時(shí)，系統(tǒng)的EMC指標(biāo)也得到改善。本發(fā)明也適用于其他同類(lèi)型APFC控制器件的電路實(shí)現(xiàn)，具有廣泛的工程參考價(jià)值。
【IPC分類(lèi)】H02M3/155, H02M1/42
【公開(kāi)號(hào)】CN105515373
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410552376
【發(fā)明人】曾慶東
【申請(qǐng)人】曾慶東
【公開(kāi)日】2016年4月20日
【申請(qǐng)日】2014年10月19日