專利名稱：一種功率因數(shù)校正裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種功率因數(shù)校正裝置，具體的說，是一種應(yīng)用于開關(guān)電源領(lǐng)域中的功率因數(shù)校正裝置。
背景技術(shù)：
開關(guān)電源以其效率高、功率密度高而在電源領(lǐng)域中占主導(dǎo)地位。開關(guān)電源多數(shù)是通過整流橋與電力網(wǎng)接通的，經(jīng)典的整流器是由二極管或晶閘管組成的一個(gè)非線性電路， 在電網(wǎng)中會(huì)產(chǎn)生大量的電流諧波和無功功率而污染電網(wǎng)，形成電網(wǎng)公害。傳統(tǒng)的開關(guān)電源存在一個(gè)致命弱點(diǎn)，即功率因數(shù)較低，一般僅為0. 45 0. 75，而且其無功分量的幅度基本上為基波幅度的70%，其中三次諧波的幅度約為基波幅度的95%，五次諧波的幅度約為基波幅度的70%，七次諧波的幅度約為基波幅度的45%，九次諧波的幅度約為基波幅度的 25 %。為修正上述缺點(diǎn)，現(xiàn)階段普遍采用的技術(shù)是，通過在二極管整流電路中增加電感和電容等無源元件與二極管構(gòu)成無源網(wǎng)絡(luò)，對(duì)電路中的電流脈沖進(jìn)行抑制，以降低電流諧波含量，提高功率因數(shù)。但是這種技術(shù)有以下缺點(diǎn)1、濾波電感和濾波電容的值較大，體積較大，有色金屬耗材多，而且難以得到高功率因數(shù)，在某些場(chǎng)合中，無法滿足現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的諧波限制；2、 如果產(chǎn)生的諧波超過設(shè)計(jì)時(shí)的參數(shù)，會(huì)造成濾波器過載或損壞；3、濾波電容上的電壓是后級(jí)DC/DC變換器的輸入電壓，它隨著輸入交流電壓和輸出負(fù)載的變化而變化，這個(gè)變化的電壓會(huì)影響DC/DC變換器的性能。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于，提供一種功率因數(shù)校正裝置，它使得輸入電流、輸出電壓的紋波都比較小，得到高功率因數(shù)，滿足現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的諧波限制，不會(huì)造成濾波器過載或損壞，使得輸出電壓穩(wěn)定度高，有利于后級(jí)DC/DC功率調(diào)整，不會(huì)影響DC/DC變換器的性能。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用如下的技術(shù)方案一種功率因數(shù)校正裝置， 它包括輸入濾波電路、全橋整流電路、供電電路、升壓電路、輸出濾波電路和參考正弦波電路；輸入濾波電路、全波整流電路、供電電路、輸出濾波電路和參考正弦波電路順次連接； 升壓電路與供電電路、參考正弦波電路連接。前述的一種功率因數(shù)校正裝置中，所述全橋整流電路為整流橋GBU808，其結(jié)構(gòu)是一個(gè)整體構(gòu)造，引腳固定，安裝方便，有利于集中散熱，容易整體固定安裝接線，整流橋的各個(gè)二極管之間的一致性比較好。前述的一種功率因數(shù)校正裝置中，所述參考正弦波電路包括電流模式控制器、交流信號(hào)檢測(cè)電路和電流限制檢測(cè)電路。前述的一種功率因數(shù)校正裝置中，所述電流模式控制器為UC(^8810D芯片。 UCC28810D內(nèi)部由以下幾部分構(gòu)成反饋誤差處理采用跨導(dǎo)電壓放大器，一個(gè)簡(jiǎn)單的電流參考發(fā)生器產(chǎn)生一個(gè)電流控制比例信號(hào)，一個(gè)電流檢測(cè)(PWM)比較器，PWM邏輯單元和一個(gè)
3圖騰柱驅(qū)動(dòng)外部MOSFET。UC(^8810D工作在臨界導(dǎo)通模式中，PWM電路工作在自身振蕩狀態(tài)開通由變壓器零功率檢測(cè)O^E引腳)控制，關(guān)閉由電流檢測(cè)比較器控制。此外，控制器擁有峰值電流限制、重啟時(shí)間、過電壓保護(hù)和使能功能等特點(diǎn)。高的系統(tǒng)性能獲得依靠于零能量檢測(cè)功能，在輕負(fù)載時(shí)允許控制器輸出關(guān)閉，使其電壓不會(huì)升高。該控制器還有創(chuàng)新的瞬態(tài)率增強(qiáng)電路，它提高了電壓誤差放大器的大信號(hào)瞬態(tài)性能。器件低的起動(dòng)和操作電流使其有低的功耗，同時(shí)容易啟動(dòng)。高精確度的內(nèi)部能隙參考對(duì)正常情況下或過壓條件下的輸出進(jìn)行嚴(yán)格的管理，使系統(tǒng)有更高的可靠性。使能比較器確保當(dāng)反饋檢測(cè)電路斷開或輸入電壓過低時(shí)控制器關(guān)閉。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型利用APFC臨界導(dǎo)通模式控制技術(shù)，使得輸入電流畸變小，總諧波失真(THD) —般小于5%，功率因素大于0. 99 ；系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，可以實(shí)現(xiàn)輸出電壓的快速調(diào)節(jié)，穩(wěn)壓精度高；調(diào)壓范圍寬，功率應(yīng)用場(chǎng)合廣；各級(jí)可單獨(dú)分析、設(shè)計(jì)和控制，通用性好；輸出電壓穩(wěn)定度高，有利于后級(jí)DC/DC功率調(diào)整，效率可達(dá)到95% ；其外觀設(shè)計(jì)體積較小，布線合理，使得輸出電壓紋波小，電源工作穩(wěn)定。

圖1是本實(shí)用新型的一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型的一種實(shí)施例的電路示意圖；圖3是本實(shí)用新型的一種實(shí)施例的全波整流電路的電路示意圖；圖4是本實(shí)用新型的一種實(shí)施例的供電電路的電路示意圖；圖5是本實(shí)用新型的一種實(shí)施例的參考正弦波電路的電路示意圖；圖6是本實(shí)用新型的一種實(shí)施例的UC(^8810D芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的實(shí)施例一種功率因數(shù)校正裝置，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，其電路示意圖如圖2所示，它包括輸入濾波電路、全波整流電路、供電電路、升壓電路、輸出濾波電路和參考正弦波電路；輸入濾波電路、全波整流電路、供電電路、輸出濾波電路和參考正弦波電路順次連接；升壓電路與供電電路、參考正弦波電路連接。電源噪聲是電磁干擾(EMI)的一種，它屬于射頻干擾(RFI)，其傳導(dǎo)噪聲的頻譜大致為10KHZ 30MHZ，最高可達(dá)150MHZ。根據(jù)傳播的不同，電源噪聲可分為兩大類一類是從電源進(jìn)線引入的外界干擾；另一類是由電子設(shè)備產(chǎn)生并經(jīng)電源線傳導(dǎo)出去的噪聲。這也表明噪聲屬于雙向干擾信號(hào)，電子設(shè)備既是噪聲干擾的對(duì)象，也是一個(gè)噪聲源。所述輸入濾波電路的電路示意圖如圖3所示，C3、C4采用薄膜電容器，主要用來濾除串模干擾；C6、C7 跨接在輸出端，并將電容中點(diǎn)接通大地，能抑制共模干擾；C6、C7的容量不宜超過0. luF，減小漏電流。所述全波整流電路為整流橋GBU808，其結(jié)構(gòu)是一個(gè)整體構(gòu)造，引腳固定，安裝方便，有利于集中散熱，容易整體固定安裝接線，整流橋的各個(gè)二極管之間的一致性比較好。所述供電電路采用直接串電阻高壓起動(dòng)，待起動(dòng)完畢后，關(guān)閉高壓電流源，使用偏置繞組供電，減小功耗，利用AP法選擇磁芯尺寸，這里選用PQ32磁芯。其電路示意圖如圖4所示。所述參考正弦波電路包括電流模式控制器、交流信號(hào)檢測(cè)電路和電流限制檢測(cè)電路。采用整流橋前二極管全波整流方式產(chǎn)生參考輸入電壓波形，可以避免橋后電壓取樣時(shí)， 在低負(fù)載情況下，由于后級(jí)CBB濾波電容而導(dǎo)致的正弦波信號(hào)失真，從而保證在整個(gè)負(fù)載范圍內(nèi)都能實(shí)現(xiàn)高的功率因數(shù)。其電路示意圖如圖5所示。所述電流模式控制器為UCC28810D芯片，該芯片的1到4腳分別連接輸出電壓反饋電路、補(bǔ)償電路、交流信號(hào)檢測(cè)電路和電流限制檢測(cè)電路。UCa8810D內(nèi)部由以下幾部分構(gòu)成反饋誤差處理采用跨導(dǎo)電壓放大器，一個(gè)簡(jiǎn)單的電流參考發(fā)生器產(chǎn)生一個(gè)電流控制比例信號(hào)，一個(gè)電流檢測(cè)(PWM)比較器，PWM邏輯單元和一個(gè)圖騰柱驅(qū)動(dòng)外部M0SFET，該芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖如圖6所示。UCa8810D工作在臨界導(dǎo)通模式中，PWM電路工作在自身振蕩狀態(tài)開通由變壓器零功率檢測(cè)O^E引腳)控制，關(guān)閉由電流檢測(cè)比較器控制。此外， 控制器擁有峰值電流限制、重啟時(shí)間、過電壓保護(hù)和使能功能等特點(diǎn)。高的系統(tǒng)性能獲得依靠于零能量檢測(cè)功能，在輕負(fù)載時(shí)允許控制器輸出關(guān)閉，使其電壓不會(huì)升高。該控制器還有創(chuàng)新的瞬態(tài)率增強(qiáng)電路，它提高了電壓誤差放大器的大信號(hào)瞬態(tài)性能。器件低的起動(dòng)和操作電流使其有低的功耗，同時(shí)容易啟動(dòng)。高精確度的內(nèi)部能隙參考對(duì)正常情況下或過壓條件下的輸出進(jìn)行嚴(yán)格的管理，使系統(tǒng)有更高的可靠性。使能比較器確保當(dāng)反饋檢測(cè)電路斷開或輸入電壓過低時(shí)控制器關(guān)閉。
權(quán)利要求1.一種功率因數(shù)校正裝置，其特征在于它包括輸入濾波電路、全橋整流電路、供電電路、升壓電路、輸出濾波電路和參考正弦波電路；輸入濾波電路、全橋整流電路、供電電路、 輸出濾波電路和參考正弦波電路順次連接；升壓電路與供電電路、參考正弦波電路連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種功率因數(shù)校正裝置，其特征在于所述全波整流電路為整流橋GBU808。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種功率因數(shù)校正裝置，其特征在于所述參考正弦波電路包括電流模式控制器、交流信號(hào)檢測(cè)電路和電流限制檢測(cè)電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種功率因數(shù)校正裝置，其特征在于所述電流模式控制器為 UCC28810D 芯片。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種功率因數(shù)校正裝置，它包括輸入濾波電路、全波整流電路、供電電路、升壓電路、輸出濾波電路和參考正弦波電路；輸入濾波電路、全波整流電路、供電電路、輸出濾波電路和參考正弦波電路順次連接；升壓電路與供電電路、參考正弦波電路連接。本實(shí)用新型使得輸入電流、輸出電壓的紋波都比較小，得到高功率因數(shù)，滿足現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的諧波限制，不會(huì)造成濾波器過載或損壞，使得輸出電壓穩(wěn)定度高，有利于后級(jí)DC/DC功率調(diào)整。
文檔編號(hào)H02M1/14GK201994845SQ20112013779
公開日2011年9月28日 申請(qǐng)日期2011年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月4日
發(fā)明者李明宇 申請(qǐng)人:利爾達(dá)科技有限公司