一種過功率補(bǔ)償電路和pfc過功率補(bǔ)償電路結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及功率因素校正電路【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種過功率補(bǔ)償電路和PFC過功率補(bǔ)償電路結(jié)構(gòu)，包括電阻分壓電路和威爾遜電流源電路，電阻分壓電路的電源輸入端連接輸入電源端，電阻分壓電路的電源輸出端連接威爾遜電流源電路的電壓輸入端，威爾遜電流源電路的電流輸出端連接功率因素校正電路的功率因素校正芯片的過功率保護(hù)引腳。該電路根據(jù)輸入電壓的大小決定威爾遜電流源電路的輸出電流大小，進(jìn)一步?jīng)Q定電壓補(bǔ)償值的大小，有效的控制了低電壓輸入和高電壓輸入時(shí)功率因素校正電路的過功率點(diǎn)的輸出功率的平衡，只需要選用性能規(guī)格一般，成本較低的電子元器件就可維持PFC電路的正常工作。
【專利說明】一種過功率補(bǔ)償電路和PFC過功率補(bǔ)償電路結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及功率因素校正電路【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種過功率補(bǔ)償電路和PFC過功率補(bǔ)償電路結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中，CRM模式(CriticalConduct1n Mode、臨界導(dǎo)通模式)的PFC(PowerFactor Correct1n、功率因數(shù)校正)控制IC (Integrated Circuit、集成電路)在過功率保護(hù)時(shí)一般采用固定保護(hù)電壓值的方式。請參考圖1，其是現(xiàn)有技術(shù)功率因素校正電路的電路連接示意圖。該功率因素校正電路，即PFC電路采用型號(hào)NCP1608B的功率因素校正芯片Ul，該功率因素校正芯片Ul的過功率保護(hù)引腳CS腳的動(dòng)作值為0.5V,假設(shè)過流采樣電阻R4的阻值為0.1 Ω，則流過電感LI的最大峰值電流為:
[0003]Ilk = Vcs/R4 = 0.5V/0.1 Ω = 5A.............................................(I)
[0004]流過電感LI的峰值電流還可以由以下公式確定，
[0005]Ilk = 2.21/2.Pout/ η.Vac......................................................(2)
[0006]其中Ptjut為PFC電路的輸出功率，Π為PFC電路的轉(zhuǎn)換效率，取值為0.92，Vac為AC輸入電壓。
[0007]結(jié)合公式I與公式2可以計(jì)算出，當(dāng)100VAC電壓輸入時(shí)，PFC電路的最大輸出功率為162W ;當(dāng)240VAC電壓輸入時(shí)，PFC電路的最大輸出功率為390W?？梢奝FC電路針對不同的輸入電壓對應(yīng)有不同的輸出功率。輸出功率的增長幅度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于相應(yīng)的輸入電壓的增長幅度。在高電壓輸入時(shí)，過功率點(diǎn)的輸出功率更大。所以，為同時(shí)滿足低電壓輸入和高電壓輸入時(shí)過功率保護(hù)的性能要求，PFC電路往往需要選用性能規(guī)格較強(qiáng)，成本較高的器件以便維持該電路的正常工作，從而造成了電子元器件的浪費(fèi)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于提出一種過功率補(bǔ)償電路和PFC過功率補(bǔ)償電路結(jié)構(gòu)，能夠使PFC電路在低電壓輸入和高電壓輸入時(shí)對應(yīng)的輸出功率的增長幅度小于相應(yīng)的輸入電壓的增長幅度，只需要選用性能規(guī)格一般，成本較低的電子元器件就可維持PFC電路的正常工作。
[0009]為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0010]第一方面，提供一種過功率補(bǔ)償電路，包括電阻分壓電路和威爾遜電流源電路，電阻分壓電路的電源輸入端連接輸入電源端，電阻分壓電路的電源輸出端連接威爾遜電流源電路的電壓輸入端，威爾遜電流源電路的電流輸出端連接功率因素校正電路的功率因素校正芯片的過功率保護(hù)引腳；輸入電源經(jīng)過電阻分壓電路的分壓后輸入威爾遜電流源電路，威爾遜電流源電路的輸出電流輸入所述過功率保護(hù)引腳，威爾遜電流源電路的輸出電流與輸入電壓成線性關(guān)系。
[0011]其中，所述電阻分壓電路包括電阻R16、R15、R12和R13，所述電阻R16的一端連接電阻分壓電路的電源輸入端，電阻R16的另一端連接電阻R15的一端，電阻R15的另一端連接電阻R12的一端，電阻R12的另一端分別連接電阻R13的一端、電阻分壓電路的電源輸出端，電阻R13的另一端連接數(shù)字地端。
[0012]其中，所述電阻R16為560ΚΩ的電阻、電阻R15為560KΩ的電阻、電阻R12為560ΚΩ的電阻、電阻R13為39ΚΩ的電阻。
[0013]其中，所述電阻分壓電路還包括電容C9，所述電容C9的一端連接電阻R13的一端，電容C9的另一端連接電阻R13的另一端。
[0014]其中，所述電容C9為型號(hào)225的電容。
[0015]其中，所述威爾遜電流源電路包括PNP三極管Q2、PNP三極管Q3、PNP三極管Q4和電阻R14，所述PNP三極管Q2的發(fā)射極分別連接威爾遜電流源電路的電壓輸入端、PNP三極管Q3的發(fā)射極，所述PNP三極管Q2的基極分別連接PNP三極管Q3的基極、PNP三極管Q3的集電極、PNP三極管Q4的發(fā)射極，所述PNP三極管Q2的集電極分別連接電阻R14的一端、PNP三極管Q4的基極，電阻R14的另一端連接數(shù)字地端，PNP三極管Q4的集電極連接威爾遜電流源電路的電流輸出端。
[0016]其中，所述PNP三極管Q2為型號(hào)2N3906的PNP三極管、PNP三極管Q3為型號(hào)2N3906的PNP三極管、PNP三極管Q4為型號(hào)2N3906的PNP三極管，電阻R14為4.7K Ω的電阻。
[0017]其中，所述威爾遜電流源電路的電壓輸入端和電阻分壓電路的電源輸出端之間連接型號(hào)1N4148的二極管D2，所述二極管D2的負(fù)極連接威爾遜電流源電路的電壓輸入端，所述二極管D2的正極連接電阻分壓電路的電源輸出端。
[0018]第二方面，提供一種PFC過功率補(bǔ)償電路結(jié)構(gòu)，包括功率因素校正電路和上述過功率補(bǔ)償電路。
[0019]其中，所述功率因素校正電路包括型號(hào)NCP1608B的功率因素校正芯片U1、電容C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、電阻 R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、場效應(yīng)管 QU電感LI和二極管Dl ;所述功率因素校正芯片Ul的第I引腳分別連接電容CS的一端、電阻R8的一端、電阻R7的一端，電容CS的另一端、電阻R8的另一端分別連接數(shù)字地端，電阻R7的另一端連接電阻R6的一端，電阻R6的另一端連接電阻R5的一端；所述功率因素校正芯片Ul的第2引腳分別連接電容C4的一端、電阻RlO的一端，電容C4的另一端連接數(shù)字地端，電阻RlO的另一端連接電容C6的一端，電容C6的另一端連接數(shù)字地端，所述功率因素校正芯片Ul的第3引腳連接電容C3的一端，電容C3的另一端連接電阻R9的一端，電阻R9的另一端連接數(shù)字地端，所述功率因素校正芯片Ul的第4引腳分別連接電容C7的一端、電阻Rll的一端，功率因素校正芯片Ul的第4引腳為過功率保護(hù)引腳，所述過功率保護(hù)引腳連接威爾遜電流源電路的電流輸出端，電容C7的另一端連接數(shù)字地端，電阻Rll的另一端分別連接電阻R4的一端、場效應(yīng)管Ql的源極，電阻R4的另一端連接數(shù)字地端，所述功率因素校正芯片Ul的第5引腳連接電阻Rl的一端，電阻Rl的另一端連接電感LI的第一感應(yīng)線圈的一端，電感LI的第一感應(yīng)線圈的另一端連接數(shù)字地端，所述功率因素校正芯片Ul的第6引腳連接數(shù)字地端，所述功率因素校正芯片Ul的第7引腳連接電阻R2的一端，電阻R2的另一端分別連接場效應(yīng)管Ql的柵極、電阻R3的一端，電阻R3的另一端連接數(shù)字地端，所述功率因素校正芯片Ul的第8引腳分別連接功率因素校正電路的電源輸入VCC_PFC端、電容C5的一端，電容C5的另一端連接數(shù)字地端，電阻R5的另一端分別連接功率因素校正電路的電源輸出PFC_Vout端、電容C2的正極、二極管Dl的負(fù)極，電容C2的負(fù)極連接數(shù)字地端，二極管Dl的正極分別連接電感LI的第二感應(yīng)線圈的一端、場效應(yīng)管Ql的漏極，電感LI的第二感應(yīng)線圈的另一端分別連接輸入電源端、電容Cl的一端，電容Cl的另一端連接數(shù)字地端。
[0020]本發(fā)明的有益效果在于:一種過功率補(bǔ)償電路和PFC過功率補(bǔ)償電路結(jié)構(gòu)，包括電阻分壓電路和威爾遜電流源電路，電阻分壓電路的電源輸入端連接輸入電源端，電阻分壓電路的電源輸出端連接威爾遜電流源電路的電壓輸入端，威爾遜電流源電路的電流輸出端連接功率因素校正電路的功率因素校正芯片的過功率保護(hù)引腳；輸入電源經(jīng)過電阻分壓電路的分壓后輸入威爾遜電流源電路，威爾遜電流源電路的輸出電流輸入所述過功率保護(hù)引腳，威爾遜電流源電路的輸出電流與輸入電壓成線性關(guān)系。該過功率補(bǔ)償電路將輸入電壓作為前饋信號(hào)源，控制威爾遜電流源電路輸出與輸入電壓成線性關(guān)系的輸出電流，該輸出電流流過補(bǔ)償電阻RH，通過補(bǔ)償電阻Rll對過功率保護(hù)引腳CS腳的控制電壓作相應(yīng)的補(bǔ)償。過流采樣電阻R4的動(dòng)作電壓Vk4等于(Vcs - Veu)，當(dāng)輸入電壓增加，威爾遜電流源電路的輸出電流也增加，Vkii亦相應(yīng)增加，則Vk4下降，PFC電路的過功率點(diǎn)輸出功率也下降。該電路根據(jù)輸入電壓的大小決定威爾遜電流源電路的輸出電流大小，進(jìn)一步?jīng)Q定電壓補(bǔ)償值的大小，有效的控制了低電壓輸入和高電壓輸入時(shí)功率因素校正電路的過功率點(diǎn)的輸出功率的平衡?？梢?，該過功率補(bǔ)償電路和PFC過功率補(bǔ)償電路結(jié)構(gòu)，能夠使PFC電路在低電壓輸入和高電壓輸入時(shí)對應(yīng)的輸出功率的增長幅度小于相應(yīng)的輸入電壓的增長幅度，只需要選用性能規(guī)格一般，成本較低的電子元器件就可維持PFC電路的正常工作。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對本發(fā)明實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的內(nèi)容和這些附圖獲得其他的附圖。
[0022]圖1是現(xiàn)有技術(shù)功率因素校正電路的電路連接示意圖。
[0023]圖2是本發(fā)明提供的PFC過功率補(bǔ)償電路結(jié)構(gòu)的電路連接示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0024]為使本發(fā)明解決的技術(shù)問題、采用的技術(shù)方案和達(dá)到的技術(shù)效果更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0025]如圖2所示，其是本發(fā)明提供的PFC過功率補(bǔ)償電路結(jié)構(gòu)的電路連接示意圖。
[0026]一種過功率補(bǔ)償電路，包括電阻分壓電路和威爾遜電流源電路，電阻分壓電路的電源輸入端連接輸入電源端，電阻分壓電路的電源輸出端連接威爾遜電流源電路的電壓輸入端，威爾遜電流源電路的電流輸出端連接功率因素校正電路的功率因素校正芯片的過功率保護(hù)引腳；輸入電源經(jīng)過電阻分壓電路的分壓后輸入威爾遜電流源電路，威爾遜電流源電路的輸出電流輸入所述過功率保護(hù)引腳，威爾遜電流源電路的輸出電流與輸入電壓成線性關(guān)系。
[0027]本實(shí)施例中，功率因素校正芯片的型號(hào)為NCP1608B ;當(dāng)然，本技術(shù)方案還可采用現(xiàn)有的其他型號(hào)的功率因素校正芯片。
[0028]該過功率補(bǔ)償電路將輸入電壓作為前饋信號(hào)源，控制威爾遜電流源電路輸出與輸入電壓成線性關(guān)系的輸出電流，該輸出電流流過補(bǔ)償電阻Rl I，通過補(bǔ)償電阻Rll對過功率保護(hù)引腳CS腳的控制電壓作相應(yīng)的補(bǔ)償。過流采樣電阻R4的動(dòng)作電壓Vk4等于(Vk -Veu)，當(dāng)輸入電壓增加，威爾遜電流源電路的輸出電流也增加，Veu亦相應(yīng)增加，則Vk4下降，PFC電路的過功率點(diǎn)輸出功率也下降。該電路根據(jù)輸入電壓的大小決定威爾遜電流源電路的輸出電流大小，進(jìn)一步?jīng)Q定電壓補(bǔ)償值的大小，有效的控制了低電壓輸入和高電壓輸入時(shí)功率因素校正電路的過功率點(diǎn)的輸出功率的平衡?？梢?，該過功率補(bǔ)償電路，能夠使PFC電路在低電壓輸入和高電壓輸入時(shí)對應(yīng)的輸出功率的增長幅度小于相應(yīng)的輸入電壓的增長幅度，只需要選用性能規(guī)格一般，成本較低的電子元器件就可維持PFC電路的正常工作。
[0029]其中，所述電阻分壓電路包括電阻R16、R15、R12和R13，所述電阻R16的一端連接電阻分壓電路的電源輸入端，電阻R16的另一端連接電阻R15的一端，電阻R15的另一端連接電阻R12的一端，電阻R12的另一端分別連接電阻R13的一端、電阻分壓電路的電源輸出端，電阻R13的另一端連接數(shù)字地端。
[0030]其中，所述電阻R16為560K Ω的電阻、電阻R15為560K Ω的電阻、電阻R12為560ΚΩ的電阻、電阻R13為39ΚΩ的電阻。
[0031]所述電阻分壓電路將輸入電壓等比例降低成方便利用的低電壓。當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以根據(jù)公知常識(shí)，在本技術(shù)方案的技術(shù)背景下，選用其他形式的電阻分壓電路和其他參數(shù)的電子元器件以實(shí)現(xiàn)分壓功能，此處不再舉例贅述。
[0032]其中，所述電阻分壓電路還包括電容C9，所述電容C9的一端連接電阻R13的一端，電容C9的另一端連接電阻R13的另一端。
[0033]其中，所述電容C9為型號(hào)225的電容。
[0034]所述電容C9實(shí)現(xiàn)濾波功能，把混雜在直流電里的交流成分過濾出來。經(jīng)過濾波，交流成分都經(jīng)過電容返回輸入端，電容兩側(cè)剩下的就是沒有波動(dòng)的純直流電。型號(hào)225的電容的電容值為22 X 15pF = 2.2uF。
[0035]其中，所述威爾遜電流源電路包括PNP三極管Q2、PNP三極管Q3、PNP三極管Q4和電阻R14，所述PNP三極管Q2的發(fā)射極分別連接威爾遜電流源電路的電壓輸入端、PNP三極管Q3的發(fā)射極，所述PNP三極管Q2的基極分別連接PNP三極管Q3的基極、PNP三極管Q3的集電極、PNP三極管Q4的發(fā)射極，所述PNP三極管Q2的集電極分別連接電阻R14的一端、PNP三極管Q4的基極，電阻R14的另一端連接數(shù)字地端，PNP三極管Q4的集電極連接威爾遜電流源電路的電流輸出端。
[0036]其中，所述PNP三極管Q2為型號(hào)2N3906的PNP三極管、PNP三極管Q3為型號(hào)2N3906的PNP三極管、PNP三極管Q4為型號(hào)2N3906的PNP三極管，電阻R14為4.7K Ω的電阻。
[0037]威爾遜電流源電路將輸入電壓轉(zhuǎn)換成恒流源輸出，利用PNP型三極管的特性，當(dāng)PNP型三極管工作在合適的工作點(diǎn)上就能獲得更接近理想的恒流源。
[0038]其中，所述威爾遜電流源電路的電壓輸入端和電阻分壓電路的電源輸出端之間連接型號(hào)1N4148的二極管D2，所述二極管D2的負(fù)極連接威爾遜電流源電路的電壓輸入端，所述二極管D2的正極連接電阻分壓電路的電源輸出端。
[0039]二極管D2隔離電阻分壓電路和威爾遜電流源電路，防止威爾遜電流源電路的電流倒灌入電阻分壓電路而損壞電阻分壓電路。同時(shí)二極管D2也能起到一定的分壓作用，型號(hào)1N4148的二極管D2具有0.7V的壓差。
[0040]一種PFC過功率補(bǔ)償電路結(jié)構(gòu)，包括功率因素校正電路和上述過功率補(bǔ)償電路。
[0041]其中，所述功率因素校正電路包括型號(hào)NCP1608B的功率因素校正芯片U1、電容(:1、02、03、04、05、06、07、08、電阻1?1、1?2、1?3、1?4、1?5、1?6、1?7、1?8、1?9、1?10、1?11、場效應(yīng)管 QU電感LI和二極管Dl ;所述功率因素校正芯片Ul的第I引腳分別連接電容CS的一端、電阻R8的一端、電阻R7的一端，電容CS的另一端、電阻R8的另一端分別連接數(shù)字地端，電阻R7的另一端連接電阻R6的一端，電阻R6的另一端連接電阻R5的一端；所述功率因素校正芯片Ul的第2引腳分別連接電容C4的一端、電阻RlO的一端，電容C4的另一端連接數(shù)字地端，電阻RlO的另一端連接電容C6的一端，電容C6的另一端連接數(shù)字地端，所述功率因素校正芯片Ul的第3引腳連接電容C3的一端，電容C3的另一端連接電阻R9的一端，電阻R9的另一端連接數(shù)字地端，所述功率因素校正芯片Ul的第4引腳分別連接電容C7的一端、電阻Rll的一端，功率因素校正芯片Ul的第4引腳為過功率保護(hù)引腳，所述過功率保護(hù)引腳連接威爾遜電流源電路的電流輸出端，電容C7的另一端連接數(shù)字地端，電阻Rll的另一端分別連接電阻R4的一端、場效應(yīng)管Ql的源極，電阻R4的另一端連接數(shù)字地端，所述功率因素校正芯片Ul的第5引腳連接電阻Rl的一端，電阻Rl的另一端連接電感LI的第一感應(yīng)線圈的一端，電感LI的第一感應(yīng)線圈的另一端連接數(shù)字地端，所述功率因素校正芯片Ul的第6引腳連接數(shù)字地端，所述功率因素校正芯片Ul的第7引腳連接電阻R2的一端，電阻R2的另一端分別連接場效應(yīng)管Ql的柵極、電阻R3的一端，電阻R3的另一端連接數(shù)字地端，所述功率因素校正芯片Ul的第8引腳分別連接功率因素校正電路的電源輸入VCC_PFC端、電容C5的一端，電容C5的另一端連接數(shù)字地端，電阻R5的另一端分別連接功率因素校正電路的電源輸出PFC_Vout端、電容C2的正極、二極管Dl的負(fù)極，電容C2的負(fù)極連接數(shù)字地端，二極管Dl的正極分別連接電感LI的第二感應(yīng)線圈的一端、場效應(yīng)管Ql的漏極，電感LI的第二感應(yīng)線圈的另一端分別連接輸入電源端、電容Cl的一端，電容Cl的另一端連接數(shù)字地端。
[0042]其中，所述電阻Rl為51ΚΩ的電阻、電阻R2為62Ω的電阻、電阻R3為1KΩ的電阻、電阻R4為0.1Ω的電阻，電阻R5為1.5ΜΩ的電阻、電阻R6為1.5M Ω的電阻、電阻R7為1.5ΜΩ的電阻、電阻R8為30ΚΩ的電阻，電阻R9為330 Ω的電阻、電阻RlO為22K Ω的電阻、電阻RlI為4.7ΚΩ的電阻。
[0043]其中，所述電容Cl為型號(hào)474的電容，電容C2為10uF的電容，電容C3為型號(hào)222的電容，電容C4為型號(hào)224的電容，電容C5為型號(hào)225的電容，電容C6為型號(hào)105的電容，電容C7為型號(hào)101的電容，電容C8為型號(hào)102的電容。
[0044]型號(hào)474的電容的電容值為0.47uF。型號(hào)222的電容的電容值為2200 PF0型號(hào)224的電容的電容值為0.22uF。型號(hào)105的電容的電容值為luF。型號(hào)101的電容的電容值為100PF。型號(hào)102的電容的電容值為1000pF。
[0045]該P(yáng)FC過功率補(bǔ)償電路結(jié)構(gòu)的工作原理分析如下:
[0046]輸入電阻分壓電路的電壓Vin為全橋整流后的正半波正弦波，該電壓Vin經(jīng)電阻分壓和電容C9濾波后，電阻R13兩端電壓為分壓后的直流電壓V13,
[0047]V13 = Vin.R13/ (R16+R15+R12+R13).............................................(3)
[0048]其中，Vin= Vac.0.9.21/2................................................(4)
[0049]其中，Vac為輸入交流電壓。
[0050]威爾遜電流源電路的三個(gè)PNP三極管性能相同，= β 3 = β 4 = β，IC2 = Ics
=Ic，
[0051]從圖2可知，V3為威爾遜電流源電路的輸入電壓，I11為威爾遜電流源電路的輸出電流，圖2中A點(diǎn)的電流方程為:
[0052]Ie4 = Ic+2Ib = IC+2IC/ β......................................................(5)
[0053]則，
[0054]Ic = Ie4.β /( β +2) = { β /( β +2)}.{(1+ β )/ β }.I11 = I11.(β +1)/( β +2)
[0055]..............................(6)
[0056]圖2中B點(diǎn)的電流方程為:
[0057]I14 = IB4+IC = I11/ β +I11.( β +1) / ( β +2) = I11.( β 2+2 β +2) / ( β 2+2 β )
[0058]..............................(7)
[0059]整理可得:Ιη= I14.{1-2/( β 2+2 β+2)} ^ I14..............................(8)
[0060]因?yàn)棣逻h(yuǎn)大于10倍，所以2/(β2+2β+2)無限接近0，
[0061]則從公式8可得，I11無限接近114。
[0062]I11 ^ I14 = (V3-Vce3-Veb4)/R14 = (V3-Veb3-Veb4)/R14 = (V3-0.7V-0.7V)/4.7k
[0063]..............................(9)
[0064]將公式9 代入 V13 = V3+VD2 可得=V13 = (4.7k.In+2.1) V........................(10)
[0065]又因?yàn)?I1= I2+I3............................................................(11)
[0066]其中:
[0067]I1 = (Vin-V13)/(R16+R15+R12) = IVin-(4.7k.In+2.1)}/1680k...............(12)
[0068]I2 = V13/R13 = (4.7k.In+2.1)/39k...................................................(13)
[0069]I3 = 2In...................................................(14)
[0070]將公式12、公式13和公式14代入公式11可得:
[0071]I11 = 0.28μ A.Vin-26y A...................................................(15)
[0072]根據(jù)公式15可得出，威爾遜電流源電路的輸出電流I11與輸入電阻分壓電路的電壓Vin成線性關(guān)系。即輸入電壓越大，威爾遜電流源電路的輸出電流越大，對功率因素校正電路的功率因素校正芯片的過功率保護(hù)引腳CS腳的電壓補(bǔ)償越多。
[0073]例:當(dāng)輸入電壓為240VAC JjVin ^ 240X0.9 X 21/2 = 305V，代入公式15可計(jì)算出I11 = 59 μ A0此時(shí)過流采樣電阻R4的過功率檢測點(diǎn)的電壓為:
[0074]Ve4 = Vcs — I11.(Rn+R4) = 0.223V ；
[0075]流過電感LI 的最大峰值電流為:ILK = Ve4/R4 = 0.223V/0.1 Ω = 2.23A ；
[0076]將該值代入公式2可得出=Ptjut = 174W。
[0077]同理當(dāng)輸入電壓為100VAC時(shí)，可以計(jì)算得出過功率檢測點(diǎn)的輸出功率Ptjut =148W。相比【背景技術(shù)】中提到的現(xiàn)有技術(shù)中沒有輸入電壓前饋補(bǔ)償?shù)那闆r下，該P(yáng)FC過功率補(bǔ)償電路結(jié)構(gòu)的過功率檢測點(diǎn)的輸出功率更為接近，有效的控制了低電壓輸入和高電壓輸入時(shí)過功率點(diǎn)的輸出功率的平衡。
[0078]該P(yáng)FC過功率補(bǔ)償電路結(jié)構(gòu)，有效的解決了 PFC電路在沒有前饋電壓補(bǔ)償?shù)那闆r下，不同輸入電壓的過功率點(diǎn)相差較大并普遍造成電子元器件成本浪費(fèi)的問題。通過該電路結(jié)構(gòu)使得輸入電壓相差2.4倍的情況下，輸出最大功率只相差1.17倍，電子元器件選擇的要求降低，電子元器件成本也相應(yīng)的下降。
[0079]該P(yáng)FC過功率補(bǔ)償電路結(jié)構(gòu)，通過外置分壓網(wǎng)絡(luò)和威爾遜電流源電路組成的輸入電壓前饋電路對PFC電路的輸出過功率點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)償，使PFC電路在不同輸入電壓的情況下的過功率點(diǎn)相近。
[0080]一種過功率補(bǔ)償電路和PFC過功率補(bǔ)償電路結(jié)構(gòu)，能夠使PFC電路在低電壓輸入和高電壓輸入時(shí)對應(yīng)的輸出功率的增長幅度小于相應(yīng)的輸入電壓的增長幅度，只需要選用性能規(guī)格一般，成本較低的電子元器件就可維持PFC電路的正常工作。
[0081]以上內(nèi)容僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在【具體實(shí)施方式】及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。
【權(quán)利要求】
1.一種過功率補(bǔ)償電路，其特征在于，包括電阻分壓電路和威爾遜電流源電路，電阻分壓電路的電源輸入端連接輸入電源端，電阻分壓電路的電源輸出端連接威爾遜電流源電路的電壓輸入端，威爾遜電流源電路的電流輸出端連接功率因素校正電路的功率因素校正芯片的過功率保護(hù)引腳；輸入電源經(jīng)過電阻分壓電路的分壓后輸入威爾遜電流源電路，威爾遜電流源電路的輸出電流輸入所述過功率保護(hù)引腳，威爾遜電流源電路的輸出電流與輸入電壓成線性關(guān)系。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過功率補(bǔ)償電路，其特征在于，所述電阻分壓電路包括電阻R16、R15、R12和R13，所述電阻R16的一端連接電阻分壓電路的電源輸入端，電阻R16的另一端連接電阻R15的一端，電阻R15的另一端連接電阻R12的一端，電阻R12的另一端分別連接電阻R13的一端、電阻分壓電路的電源輸出端，電阻R13的另一端連接數(shù)字地端。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的過功率補(bǔ)償電路，其特征在于，所述電阻R16為560ΚΩ的電阻、電阻R15為560ΚΩ的電阻、電阻R12為560ΚΩ的電阻、電阻R13為39K Ω的電阻。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的過功率補(bǔ)償電路，其特征在于，所述電阻分壓電路還包括電容C9，所述電容C9的一端連接電阻R13的一端，電容C9的另一端連接電阻R13的另一端。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的過功率補(bǔ)償電路，其特征在于，所述電容C9為型號(hào)225的電容。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過功率補(bǔ)償電路，其特征在于，所述威爾遜電流源電路包括PNP三極管Q2、PNP三極管Q3、PNP三極管Q4和電阻R14，所述PNP三極管Q2的發(fā)射極分別連接威爾遜電流源電路的電壓輸入端、PNP三極管Q3的發(fā)射極，所述PNP三極管Q2的基極分別連接PNP三極管Q3的基極、PNP三極管Q3的集電極、PNP三極管Q4的發(fā)射極，所述PNP三極管Q2的集電極分別連接電阻R14的一端、PNP三極管Q4的基極，電阻R14的另一端連接數(shù)字地端，PNP三極管Q4的集電極連接威爾遜電流源電路的電流輸出端。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的過功率補(bǔ)償電路，其特征在于，所述PNP三極管Q2為型號(hào)2N3906的PNP三極管、PNP三極管Q3為型號(hào)2N3906的PNP三極管、PNP三極管Q4為型號(hào)2N3906的PNP三極管，電阻R14為4.7ΚΩ的電阻。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過功率補(bǔ)償電路，其特征在于，所述威爾遜電流源電路的電壓輸入端和電阻分壓電路的電源輸出端之間連接型號(hào)1N4148的二極管D2，所述二極管D2的負(fù)極連接威爾遜電流源電路的電壓輸入端，所述二極管D2的正極連接電阻分壓電路的電源輸出端。
9.一種PFC過功率補(bǔ)償電路結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括功率因素校正電路和如權(quán)利要求1?8任意一項(xiàng)所述的過功率補(bǔ)償電路。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的PFC過功率補(bǔ)償電路結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述功率因素校正電路包括型號(hào)NCP1608B的功率因素校正芯片U1、電容Cl、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、電阻Rl、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、RlO、Rl1、場效應(yīng)管 Ql、電感 LI 和二極管 Dl ;所述功率因素校正芯片Ul的第I引腳分別連接電容C8的一端、電阻R8的一端、電阻R7的一端，電容CS的另一端、電阻R8的另一端分別連接數(shù)字地端，電阻R7的另一端連接電阻R6的一端，電阻R6的另一端連接電阻R5的一端；所述功率因素校正芯片Ul的第2引腳分別連接電容C4的一端、電阻RlO的一端，電容C4的另一端連接數(shù)字地端，電阻RlO的另一端連接電容C6的一端，電容C6的另一端連接數(shù)字地端，所述功率因素校正芯片Ul的第3引腳連接電容C3的一端，電容C3的另一端連接電阻R9的一端，電阻R9的另一端連接數(shù)字地端，所述功率因素校正芯片Ul的第4引腳分別連接電容C7的一端、電阻Rll的一端，功率因素校正芯片Ul的第4引腳為過功率保護(hù)引腳，所述過功率保護(hù)引腳連接威爾遜電流源電路的電流輸出端，電容C7的另一端連接數(shù)字地端，電阻Rll的另一端分別連接電阻R4的一端、場效應(yīng)管Ql的源極，電阻R4的另一端連接數(shù)字地端，所述功率因素校正芯片Ul的第5引腳連接電阻Rl的一端，電阻Rl的另一端連接電感LI的第一感應(yīng)線圈的一端，電感LI的第一感應(yīng)線圈的另一端連接數(shù)字地端，所述功率因素校正芯片Ul的第6引腳連接數(shù)字地端，所述功率因素校正芯片Ul的第7引腳連接電阻R2的一端，電阻R2的另一端分別連接場效應(yīng)管Ql的柵極、電阻R3的一端，電阻R3的另一端連接數(shù)字地端，所述功率因素校正芯片Ul的第8引腳分別連接功率因素校正電路的電源輸入VCC_PFC端、電容C5的一端，電容C5的另一端連接數(shù)字地端，電阻R5的另一端分別連接功率因素校正電路的電源輸出PFC_Vout端、電容C2的正極、二極管Dl的負(fù)極，電容C2的負(fù)極連接數(shù)字地端，二極管Dl的正極分別連接電感LI的第二感應(yīng)線圈的一端、場效應(yīng)管Ql的漏極，電感LI的第二感應(yīng)線圈的另一端分別連接輸入電源端、電容Cl的一端，電容Cl的另一端連接數(shù)字地端。
【文檔編號(hào)】H02M1/42GK104199505SQ201410416453
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月21日
【發(fā)明者】黃曉東, 陳立春, 林友記 申請人:康佳集團(tuán)股份有限公司