專利名稱：一種提高電源輕載功率因數(shù)的電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種提高電源輕載下功率因數(shù)的電路。具體的說應(yīng)該是，令電源
即使工作在較輕負載情況下，也能保證較高功率因數(shù)的一種電路。
背景技術(shù)：
為了減少諧波和無功功率帶來的危害，功率因數(shù)校正技術(shù)已廣泛應(yīng)用于各種電力 電子裝備中。大多數(shù)功率因數(shù)校正(PFC)電路在重載的情況下，可以實現(xiàn)較高的功率因數(shù) (PF)值，但隨著負載的減小，PF值也將逐步降低。通常對于適應(yīng)寬輸入電壓范圍的功率因 數(shù)校正電路，在輸入高壓端隨負載的減小PF值的降低尤為明顯。目前越來越多的場合要求 用電設(shè)備在較寬的負載范圍內(nèi)都有較高的PF值，因此提高電源輕載下的功率因數(shù)成為一 項重要的技術(shù)。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型要解決的是現(xiàn)有功率因數(shù)校正電路存在的上述問題，提供一種提高電 源輕載PF值的電路。 在輕載情況下，電源的輸入側(cè)的濾波電容的存在，會產(chǎn)生容性電流，從而使輸入電 壓和電流存在相位差，降低了 PF值；而整流橋直流側(cè)的濾波電容，不僅會產(chǎn)生容性電流，還 會增大PFC電路的電流過零失真，降低電源的PF值。 解決上述問題采用的技術(shù)方案是一種提高電源輕載功率因數(shù)的電路，包括濾波 器，輕載檢測電路，驅(qū)動控制電路，開關(guān)管Sl ，整流橋BD1和功率因數(shù)校正電路，其特征在于 所述的濾波器設(shè)置在整流橋BD1的前級或后級，并至少包括一個濾波電容；所述的輕載檢 測電路輸出控制信號給驅(qū)動控制電路，驅(qū)動控制電路控制開關(guān)管Sl在電路重載時導通而 在電路輕載時截止，從而使濾波電容處在工作或開路狀態(tài)。 具體來說，有三種優(yōu)選的實施方案(1)輕載下減小電源整流橋直流側(cè)濾波電容； (2)針對整流橋后有Ji型濾波器和Boost功率因數(shù)校正電路的情況，輕載下切除Ji型濾波 的后級濾波電容；(3)輕載下減小電源L、 N線上濾波電容。 在所述方案(1)下，一種提高電源輕載功率因數(shù)的電路，包括電容Cxl，輕載檢測 電路，開關(guān)管Sl，驅(qū)動控制電路，整流橋BD1和功率因數(shù)校正電路，其特征在于整流橋BD1 的輸入端接電網(wǎng)電壓，電容Cxl和開關(guān)管Sl串聯(lián)，整流橋BD1的輸出端并聯(lián)該串聯(lián)支路和 功率因數(shù)校正電路，Vo為功率因數(shù)校正電路的輸出電壓；所述的輕載檢測電路的輸出接驅(qū) 動控制電路的輸入端，驅(qū)動控制電路的輸出端接開關(guān)管Sl的第三端。 在所述方案(1)下，當電源工作在重載情況下時，輕載檢測電路輸出控制信號給 驅(qū)動控制電路，驅(qū)動控制電路控制開關(guān)管Sl的狀態(tài)為導通狀態(tài)；當電源工作在輕載情況下 時，輕載檢測電路輸出控制信號給驅(qū)動控制電路，驅(qū)動控制電路控制開關(guān)管Sl的狀態(tài)為截 止狀態(tài)。 所述方案(1)，電容在重載時作為濾波電容工作，而輕載時整流橋直流側(cè)的濾波電容被開關(guān)管開路，減小了輕載下輸入電壓和電流相位差，同時也減小了PFC電路的電流過 零失真，提高了電源的PF值。 在所述方案(2)下，一種提高電源輕載功率因數(shù)的電路，包括整流橋BD1，電容 Cxl，電容Cx2，電感Ll，開關(guān)管Sl，輕載檢測電路，驅(qū)動控制電路和功率因數(shù)校正電路，其特 征在于所述的電網(wǎng)電壓的兩端接整流橋BD1的輸入端，整流橋輸出正端接電感L1的一端 和電容Cxl的一端，電感L1的另一端接電容Cx2的一端和功率因數(shù)校正電路的正端輸入， 功率因數(shù)校正電路的負端輸入接地，電容Cx2的另一端接開關(guān)管S1的第二端，開關(guān)管S1的 第一端接地，輕載檢測電路的輸出接驅(qū)動控制電路的輸入端，驅(qū)動控制電路的輸出端接開 關(guān)管S1的第三端，Vo為功率因數(shù)校正電路的輸出電壓。 在所述方案(2)下，當電源工作在重載情況下時，輕載檢測電路輸出控制信號給 驅(qū)動控制電路，驅(qū)動控制電路控制開關(guān)管S1的狀態(tài)為導通狀態(tài)，電容Cxl，電感L1，電容Cx2 組成n型濾波器；當電源工作在輕載情況下時，輕載檢測電路輸出控制信號給驅(qū)動控制電 路，驅(qū)動控制電路控制開關(guān)管Sl的狀態(tài)為截止狀態(tài)，電容Cx2被開路，電感Ll與電感L2串 聯(lián)，并作為Boost功率因數(shù)校正電路的一部分電感工作。 在所述方案(2)中，重載時，整流橋直流側(cè)的電感和電容為Ji型濾波器。在輕載 時，n型濾波器的后級電容被開關(guān)管開路，不僅減小了輕載下輸入電壓和電流的相位差，也 減小了PFC電路的電流過零失真，可提高電源的PF值；同時，由于電容的開路，Ji型濾波器 的電感與后級Boost PFC電路的電感串聯(lián)，加大了 Boost PFC電路的電感，減小了 PFC電路 的電流過零失真，更有利于提高電源的PF值。因此，所述的方案(2)相比于所述方案(1)， 能更有效的提高電源輕載的功率因數(shù)。 在所述方案(3)下，一種提高電源輕載功率因數(shù)的電路，包括電容Cxl，輕載檢測 電路，驅(qū)動控制電路，開關(guān)管S1，整流橋BD1和功率因數(shù)校正電路，其特征在于所述的電容 Cxl和開關(guān)管Sl串聯(lián)，并聯(lián)接在電網(wǎng)電壓兩端，其后級接整流橋，整流橋輸出接功率因數(shù)校 正電路，Vo為功率因數(shù)校正電路的輸出電壓；所述的輕載檢測電路的輸出接驅(qū)動控制電路 的輸入端，驅(qū)動控制電路的輸出端接開關(guān)管Sl的第三端。 在所述方案(3)下，當電源工作在重載情況下時，輕載檢測電路輸出控制信號給 驅(qū)動控制電路，驅(qū)動控制電路控制開關(guān)管Sl的狀態(tài)為導通狀態(tài)；當電源工作在輕載情況下 時，輕載檢測電路輸出控制信號給驅(qū)動控制電路，驅(qū)動控制電路控制開關(guān)管Sl的狀態(tài)為截 止狀態(tài)。 在所述方案(3)中，輕載時輸入側(cè)的濾波電容被開關(guān)管開路，減小了輕載下輸入 電壓和電流的相位差，同樣可以提高電源輕載時的PF值； 本實用新型的輕載檢測電路，包括對輸入功率的檢測，和/或?qū)敵龉β实臋z測， 和/或?qū)θ魏慰刂戚敵龉β实男盘柕臋z測。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。
圖1是本實用新型的一種提高電源輕載功率因數(shù)的電路在方案一下的實施方式。 圖2是本實用新型的一種提高電源輕載功率因數(shù)的電路在方案二下的實施方式。 圖3是本實用新型的一種提高電源輕載功率因數(shù)的電路在方案三下的實施方式。[0021] 圖4是本實用新型的一種提高電源輕載功率因數(shù)的電路在方案一下的第一種具 體實施方式。 圖5是本實用新型的一種提高電源輕載功率因數(shù)的電路在方案一下的第二種具 體實施方式。 圖6是本實用新型的一種提高電源輕載功率因數(shù)的電路在方案二下的第一種具 體實施方式。 圖7是本實用新型的一種提高電源輕載功率因數(shù)的電路在方案二下的第二種具 體實施方式。
具體實施例 參照圖l，一種提高電源輕載功率因數(shù)的電路在方案二下的實施方式，包括電網(wǎng)電 壓，電容Cxl，功率檢測電路，開關(guān)管Sl，驅(qū)動控制，整流橋BD1和功率因數(shù)校正電路，具體來 說所述的電網(wǎng)電壓的兩端接整流橋BD1的輸入端，電容Cxl和開關(guān)管S1串聯(lián)，整流橋BD1 的輸出端并聯(lián)該串聯(lián)支路和功率因數(shù)校正電路，Vo為功率因數(shù)校正電路的輸出電壓；所述 的功率檢測電路的輸出接驅(qū)動控制電路，驅(qū)動控制電路接開關(guān)管Sl的第三端。 參照圖2，一種提高電源輕載功率因數(shù)的電路在方案二下的實施方式，包括電網(wǎng)電 壓，整流橋BD1，電容Cxl，電容Cx2，電感L1，開關(guān)管S1，功率檢測電路，驅(qū)動控制，和功率因 數(shù)校正電路，具體來說所述的電網(wǎng)電壓的兩端接整流橋BD1的輸入端，整流橋輸出正端接 電感L1的一端和電容Cxl的一端，整流橋的負端輸入接電容Cxl的另一端和地，電感L1的 另一端接電容Cx2的一端和功率因數(shù)校正電路的正端輸入，功率因數(shù)校正電路的負端輸入 接地，電容Cx2的另一端接開關(guān)管S1的第二端，開關(guān)管S1的第一端接地，輕載檢測電路的 輸出接驅(qū)動控制電路，驅(qū)動控制電路接開關(guān)管Sl的第三端，Vo為功率因數(shù)校正電路的輸出 電壓。 參照圖3，一種提高電源輕載功率因數(shù)的電路在方案三下的實施方式，包括電網(wǎng)電 壓，電容Cxl，功率檢測電路，驅(qū)動控制，開關(guān)管Sl，整流橋BD1和功率因數(shù)校正電路，具體來 說所述的電容Cxl和開關(guān)管Sl串聯(lián)，并聯(lián)接在電網(wǎng)電壓兩端，其后級接整流橋，整流橋輸 出接功率因數(shù)校正電路，Vo為功率因數(shù)校正電路的輸出電壓；所述的功率檢測電路的輸出 接驅(qū)動控制電路，驅(qū)動控制電路接開關(guān)管Sl的第三端。 參照圖4，一種提高電源輕載功率因數(shù)的電路在方案一下的第一種具體實施方式
， 其中功率因數(shù)校正電路包括電感Ll， M0S管Ql，二極管Dl，電解電容Cl，電阻R2和PFC控 制器，輕載檢測電路包括電阻R1和電容C2。具體來說所述的電網(wǎng)電壓接整流橋的交流輸 入端，整流橋的直流輸出正端接電容Cxl和電感Ll的一端，整流橋直流輸出負端接地，電容 Cxl的另一端接開關(guān)管Sl的第二端，開關(guān)管Sl的第一端接地，電感Ll的另一端接M0S管 Ql的漏極和二極管Dl的陽極，M0S管Ql的源極接電阻R2的一端，電阻R2的另一端接地， PFC控制器的輸出接MOS管Ql的門極和電阻Rl的一端，電阻Rl的另一端接電容C2的一端 和控制電路的輸入端，控制電路的輸出端接開關(guān)管S1的第三端，二極管D1的陰極接電解電 容C1的正極，電解電容C1的負極接地，電解電容的電壓即為輸出電壓Vo。 如圖4所述，M0S管Ql的門極驅(qū)動信號被電阻Rl和電容C2采樣并濾波為電平信 號，控制電路接收該電平信號，并輸出信號給開關(guān)管Sl的第三端，以控制開關(guān)管Sl的通斷。
5當電路工作在重載情況時，電阻R1和電容C2輸出的電平信號經(jīng)控制電路作用，輸出高電平，開關(guān)管Sl開通，電容Cxl作為濾波電容工作；當電路工作在輕載情況時，電阻R1和電容C2輸出的電平信號經(jīng)控制電路作用，輸出低電平，開關(guān)管Sl關(guān)斷，電容Cxl被旁路，輕載功率因數(shù)提高。 參照圖5，一種提高電源輕載功率因數(shù)的電路在方案一下的第二種具體實施方式
，其中功率因數(shù)校正電路包括MOS管Ql， 二極管Dl，電解電容Cl，電阻R2和PFC控制器，輕載檢測電路包括電阻R1和電容C2。具體來說所述的電網(wǎng)電壓接整流橋的交流輸入端，整流橋的直流輸出正端接電容Cxl和電感L1的一端，整流橋直流輸出負端接地，電容Cxl的另一端接開關(guān)管Sl的第二端，開關(guān)管Sl的第一端接地，電感Ll的另一端接M0S管Ql的漏極和二極管Dl的陽極，M0S管Ql的源極接電阻R2的一端和電阻Rl的一端，PFC控制器的輸出接M0S管Q1的門極，電阻R2的另一端接地，電阻R1的另一端接電容C2的一端和控制電路的輸入端，控制電路的輸出端接開關(guān)管S1的第三端，二極管D1的陰極接電解電容C1的正極，電解電容C1的負極接地，電解電容的電壓即為輸出電壓Vo。 如圖5所述，電阻R2上的M0S管Ql的電流信號，被電阻Rl和電容C2采樣并濾波為電平信號，控制電路接收該電平信號，并輸出信號給開關(guān)管S1的第三端，以控制開關(guān)管Sl的通斷。當電路工作在重載情況時，電阻R1和電容C2輸出的電平信號經(jīng)控制電路作用，輸出高電平，開關(guān)管Sl開通，電容Cxl作為濾波電容工作；當電路工作在輕載情況時，電阻Rl和電容C2輸出的電平信號經(jīng)控制電路作用，輸出低電平，開關(guān)管Sl關(guān)斷，電容Cxl被旁路，輕載功率因數(shù)提高。 參照圖6，一種提高電源輕載功率因數(shù)的電路在方案二下的第一種具體實施方式
，其中功率因數(shù)校正電路包括電感L2，M0S管Ql， 二極管Dl，電解電容Cl，電阻R2和PFC控制器，輕載檢測電路包括電阻R1和電容C2。具體來說所述的電網(wǎng)電壓接整流橋的交流輸入端，整流橋的輸出端接電容CX1，整流橋輸出正端接電感L1的一端，整流橋輸出負端接地，電感L1的另一端接電容Cx2的一端和電感L2的一端，電容Cx2的另一端接開關(guān)管Sl的第二端，開關(guān)管Sl的第一端接地，電感L2的另一端接M0S管Ql的漏極和二極管Dl的陽極，M0S管Ql的源極接電阻R2的一端，電阻R2的另一端接地，PFC控制器的輸出接M0S管Ql的門極和電阻R1的一端，電阻R1的另一端接電容C2的一端和控制電路的輸入端，控制電路的輸出端接開關(guān)管S1的第三端，二極管D1的陰極接電解電容C1的正極，電解電容C1的負極接地，電解電容的電壓即為輸出電壓Vo 。 如圖6所述，M0S管Ql的門極驅(qū)動信號被電阻Rl和電容C2采樣并濾波為電平信號，控制電路接收該電平信號，并輸出信號給開關(guān)管Sl的第三端，以控制開關(guān)管Sl的通斷。當電路工作在重載情況時，電阻R1和電容C2輸出的電平信號經(jīng)控制電路作用，輸出高電平，開關(guān)管Sl開通，電容Cx2作為濾波電容工作；當電路工作在輕載情況時，電阻Rl和電容C2輸出的電平信號經(jīng)控制電路作用，輸出低電平，開關(guān)管Sl關(guān)斷，電容Cx2被旁路，電感Ll與電感L2串聯(lián)作為PFC電路的電感工作，輕載功率因數(shù)得以提高。 參照圖7，一種提高電源輕載功率因數(shù)的電路在方案二下的第二種具體實施方式
，其中功率因數(shù)校正電路包括電感L2，M0S管Ql， 二極管Dl，電解電容Cl，電阻R2和PFC控制器，輕載檢測電路包括電阻R1和電容C2。具體來說所述的電網(wǎng)電壓接整流橋的交流輸入端，整流橋的輸出端接電容Cxl，整流橋輸出正端接電感Ll的一端，整流橋輸出負端接地，電容Cxl的另一端地，電感LI的另一端接電容Cx2的一端和電感L2的一端，電容Cx2的另一端接開關(guān)管Sl的第二端，開關(guān)管Sl的第一端接地，電感L2的另一端接M0S管Ql的漏極和二極管D1的陽極，M0S管Q1的源極接電阻R2的一端和電阻R1的一端，電阻R2的另一端接地，PFC控制器的輸出接M0S管Ql的門極，電阻Rl的另一端接電容C2的一端和控制電路的輸入端，控制電路的輸出端接開關(guān)管S1的第三端，二極管D1的陰極接電解電容C1的正極，電解電容C1的負極接地，電解電容的電壓即為輸出電壓Vo。 如圖7所述，電阻R2上的M0S管Ql的電流信號，被電阻Rl和電容C2采樣并濾波為電平信號，控制電路接收該電平信號，并輸出信號給開關(guān)管S1的第三端，以控制開關(guān)管Sl的通斷。當電路工作在重載情況時，電阻R1和電容C2輸出的電平信號經(jīng)控制電路作用，輸出高電平，開關(guān)管Sl開通，電容Cx2作為濾波電容工作；當電路工作在輕載情況時，電阻Rl和電容C2輸出的電平信號經(jīng)控制電路作用，輸出低電平，開關(guān)管Sl關(guān)斷，電容Cx2被旁路，電感Ll與電感L2串聯(lián)作為PFC電路的電感工作，輕載功率因數(shù)得以提高。[0036] 最后， 還需要注 意的是，以上列舉的僅是本實用新型的具體實施例。顯然，本實用新型不限于以上實施例，還可以有許多變形。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本實用新型公開的內(nèi)容直接導出或聯(lián)想到的所有變形，均應(yīng)認為是實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求一種提高電源輕載功率因數(shù)的電路，包括濾波器，輕載檢測電路，驅(qū)動控制電路，開關(guān)管S1，整流橋BD1和功率因數(shù)校正電路，其特征在于所述的濾波器設(shè)置在整流橋BD1的前級或后級，并至少包括一個濾波電容；所述的輕載檢測電路輸出控制信號給驅(qū)動控制電路，驅(qū)動控制電路控制開關(guān)管S1在電路重載時導通而在電路輕載時截止，從而使濾波電容處在工作或開路狀態(tài)。
2. 如權(quán)利要求1所述的種提高電源輕載功率因數(shù)的電路，其特征在于所述的濾波器為 電容Cxl，整流橋BDl的輸入端接電網(wǎng)電壓，電容Cxl和開關(guān)管Sl串聯(lián)，整流橋BD1的輸出 端并聯(lián)該串聯(lián)支路和功率因數(shù)校正電路；所述的輕載檢測電路的輸出接驅(qū)動控制電路的輸 入端，驅(qū)動控制電路的輸出端接開關(guān)管S1的第三端。
3. 如權(quán)利要求1所述的種提高電源輕載功率因數(shù)的電路，其特征在于所述的濾波器包 括電容Cxl，電容Cx2和電感Ll，所述的電網(wǎng)電壓的兩端接整流橋BD1的輸入端，整流橋輸 出正端接電感L1的一端和電容Cxl的一端，電感L1的另一端接電容Cx2的一端和功率因 數(shù)校正電路的正端輸入，功率因數(shù)校正電路的負端輸入接地，電容Cx2的另一端接開關(guān)管 Sl的第二端，開關(guān)管S1的第一端接地，輕載檢測電路的輸出接驅(qū)動控制電路的輸入端，驅(qū) 動控制電路的輸出端接開關(guān)管Sl的第三端。
4. 如權(quán)利要求1所述的種提高電源輕載功率因數(shù)的電路，其特征在于所述的濾波器為 電容Cxl，所述的電容Cxl和開關(guān)管Sl串聯(lián)，并聯(lián)接在電網(wǎng)電壓兩端，其后級接整流橋，整流 橋輸出接功率因數(shù)校正電路；所述的輕載檢測電路的輸出接驅(qū)動控制電路的輸入端，驅(qū)動 控制電路的輸出端接開關(guān)管Sl的第三端。
專利摘要本實用新型公開了一種提高電源輕載功率因數(shù)的電路，包括濾波器，輕載檢測電路，驅(qū)動控制電路，開關(guān)管S1，整流橋BD1和功率因數(shù)校正電路，其特征在于所述的濾波器設(shè)置在整流橋BD1的前級或后級，并至少包括一個濾波電容；所述的輕載檢測電路輸出控制信號給驅(qū)動控制電路，驅(qū)動控制電路控制開關(guān)管S1在電路重載時導通而在電路輕載時截止，從而使濾波電容處在工作或開路狀態(tài)。
文檔編號H02M1/42GK201541206SQ20092019810
公開日2010年8月4日 申請日期2009年10月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月1日
發(fā)明者任麗君, 華桂潮, 姚曉莉, 葛良安 申請人:英飛特電子(杭州)有限公司