功率因數校正電路制造技術

本發明專利技術公開了一種功率因數校正電路，該電路包括接收輸入交流電源電壓的輸入端，提供輸出直流電源電壓的輸出端，連接至輸入端的電源整流器，連接至電源整流器，將輸出電壓提供至輸出端的降壓電路，以及連接至該降壓電路的開關。該電路還包括一電流源電路，其根據輸出電壓的大小產生一電流信號；連接至開關的檢測電阻，其根據流過該開關的電流大小產生一電壓信號；以及功率因數校正單元，其接收上述電壓信號與電流信號，基于輸入電壓與輸出電壓間的關系來控制開關使降壓電路選擇性地工作或不工作。采用本發明專利技術的技術方案可以為開關電源提供較低的輸入電壓，更容易滿足電氣間隙和爬電距離的要求，并能夠制作更小的元件，進一步降低成本。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及功率因數校正電路，特別是一種能夠產生低直流電源交流電 壓的功率因數校正電路。
技術介紹
在現有技術中，PFC (Power Factor Correction,功率因數校正)功能通 常產生大約400V的直流輸出電壓。該輸出電壓一般會作為PFC電路下一級 的開關電源(SMPS)的輸入電壓。表面貼裝(Surface Mount Technology, SMT)是一種直接在印刷電路板(Printed Circuit Boards, PCB)表面安裝 電子元件，以建立電路的技術。當作為SMT元件的開關電源被供給一高直流 電壓時，其初級與次級引腳之間的最大電壓通常較高。由于SMT芯片初級與 次級引腳間的高電壓，大尺寸的SMT元件必須與其它元件分隔較遠的距離。為將初/次級引腳間的距離保持為較小，在使用SMT時需要一個低直流 電壓來滿足EN60065標準的需要。EN60065標準規定了對應于直接在SMT 元件初/次級引腳間測得的最大電壓的電氣間隙和爬電距離。因此，為最小化 SMT元件的電氣間隙和爬電距離，需要一個低直流電壓來作為開關電源的輸 入電壓。當開關電源的輸入電壓較低時，就更容易滿足EN60065標準關于電 氣間隙和爬電距離的要求，從而使采用較為廉價的變壓器技術成為可能。此 外，因為初/次級引腳間的距離減小，可以制作更小的元件，能夠進一步降低 成本。圖1為現有技術中采用PFC控制單元的降壓式調節器(穩壓器)電路的 電路圖。該電路包括具有四個二極管1、 2、 3、 4的電源(市電)整流器5、開關6、 二極管7、電感8、電容9及PFC控制單元10。該PFC控制單元IO 用于控制降壓式調整電路20，該降壓式調整電路20的輸入和輸出電壓如圖2 所示。其中，交流輸入電壓在PFC工作區域內被整流為直流電壓，PFC的運 作對應于圖中的陰影部分。在兩個臨近的PFC工作區域之間還存在另一個區 域，其中輸出電壓從PFC工作區域中固定的交流電壓開始衰減。如圖2所示， PFC工作區域的直流電壓比電源輸入電壓的峰值更高。事實上，該直流電壓 是比較高的(約為400V), 4艮難滿足EN60065的要求。因為PFC降壓調節器 的輸出電壓被供給開關電源，故開關電源的輸出電壓也很高。這將造成開關 電源的SMT元件其初/次級引腳間產生峰值較高的電壓。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題在于提供一種功率因數校正電路，特別是一 種能夠產生低電源交流電壓的功率因數校正電路。一種功率因數校正電路，該電路包括接收輸入交流電源電壓的輸入端， 提供輸出直流電源電壓的輸出端，連接至輸入端的電源整流器，連接至電源 整流器，將輸出直流電源電壓提供至輸出端的降壓電路，以及連接至該降壓 電路的開關。該電路還包括一電流源電路，其才艮據所述輸出直流電源電壓的 大小產生一電流信號；連接至上述開關的檢測電阻，其根據流過該開關的電 流大小產生一電壓信號；以及功率因數校正單元，其接收上述電壓信號與電 流信號，基于輸入交流電源電壓與輸出直流電源電壓間的關系來控制開關使 降壓電路選擇性地工作或不工作。釆用本專利技術的技術方案可以為開關電源提供較低的輸入電壓，更容易滿 足電氣間隙和爬電距離的要求，可以使用較為廉價的變壓器技術，并能夠制 作更小的元件，進一步降低成本。 附圖說明圖1為現有采用PFC單元的降壓調整電路的電路圖。 圖2為現有降壓調整電路的輸入及輸出電壓的示意圖。 圖3為本專利技術采用PFC單元的降壓調整電路的電路圖。 圖4為本專利技術降壓調整電路的輸入及輸出電壓的示意圖。具體實施方式請參閱圖3，為本專利技術降壓式調節器電路的電路圖。該電路包括具有四個 二極管101、 102、 103、 104的電源(市電)整流器105、開關106、檢測電 阻lll、具有二極管107、電感108、電容109的降壓電路107、具有晶體管 112及三個電阻113、 114、 115的電流源117。開關106與晶體管112可以為 雙極型晶體管或MOS管，在本實施例中，開關106為MOS管，晶體管112 為雙極型晶體管。在該電路中，電感108的一端連接至二銀管107的陰極，另一端連接至 電容109的一端。電容109的另一端與二極管107的陽極均連接至開關106 的漏極，二極管107的陰極同時還連接至電源整流器105的一端，PFC控制 單元110的接地腳直接連接至電源整流器105的另一端。檢測電阻111的一 端連接至開關106的源極，另一端接地。開關106的柵極連接至PFC控制單 元110的一端，其源極連接至PFC控制單元110的另一端，電壓源電路117 的晶體管112的集電極連接至PFC控制單元110的再一端。電阻113的一端 連接至晶體管112的發射極，另一端連接至電阻114的一端。電阻114的另 一端與電阻115的一端相連后連接至晶體管112的基極，電阻115的另一端 接地。電阻114和電阻115兩端的電壓為輸出直流電源電壓。本實施例與現有技術的一個不同之處在于開關106并不直接連接于輸入電壓。在現有技術中，開關6直接連接于輸入電壓，由于開關6的電位使其 4艮難被PFC控制單元10所驅動。在本專利技術的實施例中，開關106連接于地 與電源整流器105之間。此外，檢測電阻111輸入端與開關106的節點處的電壓被提供至PFC控 制單元110，當開關106閉合時(開關打開)，該電壓決定了流過電阻111的 電流大小。換言之，檢測電阻111使PFC控制單元110能夠決定流過開關106的電法u。如上所述，包括晶體管112及三個電阻113、 114、 115的電流源117被連 接至電壓輸出端，電流源117將輸出端的電壓轉換為一相應的電流信號。換 言之，直流電源輸出電壓在電流源117中凈皮轉換為相應的電流信號，并將該 信號提供至PFC控制單元110。該與輸出電壓成比例的電流信號，被用于PFC 控制單元UO處以控制開關106的運作，即開關106的打開與閉合，以調整 輸出電壓。本專利技術的輸入和輸出電壓如圖4所示。在輸入電壓高于輸出電壓的期間 內，開關106閉合，降壓調整電路120開始工作。因此在該期間中降壓調整 電路120的輸出電壓變為直流電壓，如圖4中的陰影部分所示。另一方面， 在輸入電壓低于輸出電壓的期間內，開關106打開使降壓調整電路120停止 工作。因此在該期間中輸出電壓開始衰減，直到輸入電壓再次高于輸出電壓， 再次回到降壓調整電路120的工作期間。這樣就完成了降壓調整電路120的 一個工作循環。如圖4所示，PFC控制單元使電源輸出電壓遠低于現有技術(圖2)中 的電源輸出電壓，并總是低于電源輸入電壓的峰值。因此SMT元件就可以被 提供一較低的直流電壓，例如200V的電壓，使采用較廉價的變壓器技術成為 可能。同時由于初/次級引腳間的距離可以減小，也有可能制作更小的SMT元件。但如圖2和圖4所示，在直流輸出電壓的大小與輸出電容的電壓紋波之 間存在一定的平衡。當輸出電壓升高時，輸出電容的電壓紋波會有所降低。 因此，本專利技術的降壓電路116不能工作的時間會略長于現有技術中的PFC電 路，這一差異P條低了功率因數。同時，本專利技術的輸出電壓紋波會高于現有技 術中PFC電路的輸出電壓紋波。盡管如此，本專利技術的直流輸出電壓要遠本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種功率因數校正電路，包括：接收輸入交流電源電壓的輸入端；提供輸出直流電源電壓的輸出端；連接至所述輸入端的電源整流器；連接至所述電源整流器的降壓電路，其將所述輸出直流電源電壓提供至所述輸出端；連接至所述降壓電路的開關；其特征在于，所述電路還包括：電流源電路，其根據所述輸出直流電源電壓的大小產生一電流信號；連接至所述開關的檢測電阻，其根據流過所述開關的電流大小產生一電壓信號；功率因數校正單元，其接收所述電壓信號與電流信號，基于所述輸入交流電源電壓與所述輸出直流電源電壓間的關系來控制所述開關使所述降壓電路選擇性地工作或不工作。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：考格爾萊因哈德，盧伏吉恩保羅，梅特茲南邁克爾，
申請(專利權)人：深圳TCL新技術有限公司，
類型：發明
國別省市：94[中國|深圳]