專利名稱：功率因數(shù)校正電路的輸出電壓穩(wěn)定電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種功率因數(shù)校正電路的輸出電壓穩(wěn)定電路，特別是，涉及一種功率因數(shù)校正電路的輸出電壓穩(wěn)定電路，其中該電路在初始電源接通階段，通過根據(jù)軟起動電路部分所輸出的充電/放電電壓控制標(biāo)準(zhǔn)振蕩波形的通/斷時(shí)間來穩(wěn)定功率因數(shù)校正電路的輸出電壓，其中標(biāo)準(zhǔn)振蕩波形根據(jù)誤差電壓而變化。
通常，工業(yè)用或家用電器使用直流(DC)電源作為其操作電源。DC電源通常是由市電交流(AC)電源的整流電路來產(chǎn)生的，如電容輸入型整流電路，其具有簡單的電路結(jié)構(gòu)。然而，電容輸入型整流電路具有低的功率因數(shù)，這是因?yàn)椋斎腚娏髦辉谳斎階C電壓的峰值部分上具有脈沖型流動。由于該原因，電器設(shè)備通常要使用功率因數(shù)校正電路。


圖1示出了一種電器設(shè)備的電源電路，其使用了常規(guī)功率因數(shù)校正電路。參見圖1，使用常規(guī)功率因數(shù)校正電路的電器設(shè)備的電源電路包括整流部分1，用以全波整流輸入的AC電源；功率因數(shù)控制部分2，用以控制已經(jīng)通過整流部分1整流的電源電壓的功率因數(shù)；開關(guān)型電源(SMPS)電路部分3，用以開關(guān)電源電壓，其具有通過功率因數(shù)控制部分2所校正的功率因數(shù)，并且用以將開關(guān)的電源電壓提供給電器設(shè)備的負(fù)載端；和數(shù)字脈沖調(diào)制(DPM)控制電路部分4，用以根據(jù)DPM功率守恒形式控制SMPS電路部分3的電源電壓操作。
功率因數(shù)控制部分2通過線圈L1連接于整流部分1的輸出端。二極管D1連接于線圈L1的一端與SMPS電路部分3的輸入端之間。場效應(yīng)晶體管(FET)Q1連接于線圈L1與二極管D1之間。功率因數(shù)控制電路部分2a連接于FETQ1的柵極端，并且電容C1連接于二極管D1的一端與FETQ1的一端之間。
由常規(guī)功率因數(shù)校正電路組成的電源電路操作如下。
如果將AC電源輸入到整流部分1時(shí)，整流部分1全波整流AC電流電源，并且將整流電源通過線圈L1、二極管D1和電容C1輸入到SMPS電路部分3中。然后，SMPS電路部分3將輸入的電源電壓進(jìn)行電壓變換，用以將變換的電源電壓提供給負(fù)載端。電源電壓的功率因數(shù)通過功率因數(shù)校正控制電路部分2a來控制。例如，如果輸入給SMPS電路部分3的電源電壓為邏輯高電位的話，功率因數(shù)校正控制電路部分2a接通FETQ1，由此降低電源電壓。如果電源電壓通過FETQ1的操作而邏輯低到一定水平的話，功率因數(shù)校正控制電路部分2a將斷開FETQ1。
輸入給SMPS電路部分3的電源電壓功率因數(shù)可以經(jīng)過上述方法進(jìn)行校正。在上述DPM正常形式下，DPM控制電路部分4會將邏輯高信號輸出給SMPS電路部分3，并且SMPS電路部分3以DPM正常形式下操作，由此將所有電力提供給負(fù)載端。在DPM截止形式下，DPM控制電路部分4將邏輯低信號輸入給SMPS電路部分3，用以在恒定方式下操作。從而使SMPS電路部分3不再將電源電壓提供給負(fù)載端，由此減小電力的消耗。
然而，由上述常規(guī)功率因數(shù)校正電路組成的電器設(shè)備的電源電路具有的缺點(diǎn)在于，SMPS電路部分3會在功率因數(shù)控制部分2穩(wěn)定輸出電壓的功率因數(shù)之前進(jìn)行電壓變換。該缺點(diǎn)使功率因數(shù)控制部分2的輸出電壓很不穩(wěn)定。
本發(fā)明的目的是提供一種功率因數(shù)校正電路的輸出電壓穩(wěn)定電路，其能夠通過最初地穩(wěn)定功率因數(shù)校正電路如可用于TV或監(jiān)視器的輸出電壓來改進(jìn)電器設(shè)備的功能，其使用了誤差放大器，其中穩(wěn)定是通過根據(jù)由軟起動電路部分所輸出的充電/放電電壓控制標(biāo)準(zhǔn)振蕩波形的通/斷時(shí)間來實(shí)現(xiàn)的，其中振蕩波形相應(yīng)于誤差電壓而變化。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種功率因數(shù)校正電路的輸出電壓穩(wěn)定電路，其具有功率因數(shù)校正電路部分，用以控制由整流部分所整流的電源電壓的功率因數(shù)，其包括回掃變壓器(FBT)，用以對由功率因數(shù)校正電路部分所輸入的整流電壓進(jìn)行電壓變換，以便提供高壓并輸出同步信號；第一控制驅(qū)動部分，包括DC/DC變換器，用以輸出回掃變壓器的開關(guān)控制信號，以穩(wěn)定整流電源的初始輸出電壓，其功率因數(shù)已經(jīng)通過功率因數(shù)校正電路部分進(jìn)行了校正；開關(guān)部分，用以根據(jù)FBT的同步信號控制軟起動電路的操作；誤差放大裝置，用以放大功率因數(shù)校正電路部分的輸出電壓，其是按照開關(guān)部分的開關(guān)操作而形成的；比較部分，用以將由誤差放大裝置所放大的輸出電壓與功率因數(shù)校正電路部分的初始輸出電壓進(jìn)行比較，并且通過比較輸出電壓；和第二控制驅(qū)動部分，用以控制占空比，以便按照比較部分的輸出電壓穩(wěn)定功率因數(shù)校正電路部分的初始輸出電壓。
通過下面參照附圖對優(yōu)選實(shí)施例的描述將使本發(fā)明的其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)更為清楚，其中圖1是由常規(guī)功率因數(shù)校正電路組成的電器設(shè)備的電源電路的示意電路圖；圖2是按照本發(fā)明的功率因數(shù)校正電路的輸出電壓穩(wěn)定電路的示意電路圖；圖3是一波形圖，其比較地示出了按照本發(fā)明的誤差放大器的輸入/輸出電壓；圖4A和4B是波形圖，其比較地示出了按照本發(fā)明的比較器的輸入/輸出電壓；圖5A是波形圖，其示出了按照本發(fā)明的功率因數(shù)校正電路部分的輸出電壓Vol；和圖5B是波形圖，其示出了按照本發(fā)明的功率因數(shù)校正電路的輸出電壓穩(wěn)定電路的回掃變壓器同步信號的輸出。
優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述如下。
圖2是表示按照本發(fā)明功率因數(shù)校正電路輸出電壓穩(wěn)定電路的構(gòu)成電路圖。
參見圖2，為了穩(wěn)定功率因數(shù)校正電路的輸出電壓，按照本發(fā)明的電路包括整流部分10，用以對輸入的AC電源進(jìn)行全波整流；功率因數(shù)校正電路部分20，用以控制由整流部分10所整流的電源電壓的功率因數(shù)；SMPS變壓器30，用以對由功率因數(shù)校正電路20所輸入的整流電壓進(jìn)行電壓變換，以便將變換電壓提供給負(fù)載端；回掃變壓器(FBT)40，用以借助于對SMPS變壓器30所輸入的電壓提供高電壓，并輸出同步信號SYNC；第一控制驅(qū)動部分50，用以輸出回掃變壓器40的的開關(guān)控制信號，以穩(wěn)定整流電源的初始輸出電壓Vol，其功率因數(shù)已經(jīng)通過功率因數(shù)校正電路部分20進(jìn)行了校正；軟起動電路部分60，用以按照SMPS變壓器30的輸入電壓進(jìn)行充電或放電；開關(guān)部分70，用以根據(jù)回掃變壓器40的同步信號控制軟起動電路部分60的充電或放電操作；誤差放大部分80，用以按照開關(guān)部分70的開關(guān)操作放大功率因數(shù)校正電路部分20的輸出電壓Vol，比較部分90，用以將由誤差放大部分80所放大的輸出電壓Vc與標(biāo)準(zhǔn)振蕩波形進(jìn)行比較，并且根據(jù)比較結(jié)果確定振蕩波形的通-斷時(shí)間；和第二控制驅(qū)動部分100，用以控制功率因數(shù)校正電路20操作的占空比，以便按照由比較部分90所確定的振蕩波形通/斷時(shí)間信號穩(wěn)定功率因數(shù)校正電路部分20的初始輸出電壓。
軟起動電路部分60包括電容C1，其連接于SMPS變壓器30原邊繞組的兩端，用以進(jìn)行充電或放電操作；和電容C2，其連接于電容C1的一端上。開關(guān)部分70連接在電容C2與電阻之間。功率因數(shù)校正電路部分20的一端通過電阻R2，R3和二極管D1連接于電容C2的一端上。整流部分10通過二極管D2和電阻R4連接于電容C1的另一端上。
功率因數(shù)校正電路部分20包括線圈L1，其一端連接于整流部分10的輸出端上，而其另一端通過二極管D3連接于SMPS變壓器30的副邊繞組N1上。
第一控制驅(qū)動部分50連接于SMPS變壓器30的輸入端上。
在這里，晶體管或場效應(yīng)晶體管(FET)可以用作開關(guān)部分70中的開關(guān)器件，同時(shí)運(yùn)算放大器可以用于誤差放大部分80和比較部分90中。電阻R6，其可連接于二極管D1和電阻R5的接點(diǎn)上，連接于誤差放大部分80的反向端。標(biāo)準(zhǔn)電壓Vt連接于誤差放大部分80的非反向端。連接于二極管D1上的電阻R7可連接于比較部分90的非反向端和誤差放大器的輸出端之間。
標(biāo)號D4，TR1，R8，S1和S2，以及N3分別表示二極管，晶體管，用以保護(hù)晶體管的電阻，開關(guān)元件，和SMPS變壓器的第三繞組。
現(xiàn)在將詳細(xì)地說明按照本發(fā)明具有上述結(jié)構(gòu)的功率因數(shù)校正電路的穩(wěn)定電路的操作。
如果將AC電源輸入到整流部分10的話，整流部分10會進(jìn)行整流并將整流的電源電壓輸入到功率因數(shù)校正電路部分20。輸入到功率因數(shù)校正電路部分20的整流電壓在通過線圈L1、二極管D3和電容C3對功率因數(shù)進(jìn)行校正之后提供給SMPS變壓器30的原邊繞組N1。將通過二極管D2和電阻R4整流的電壓B+輸入給第一控制驅(qū)動部分50作為其初始驅(qū)動電壓。然后，第一驅(qū)動控制部分50操作，用以接通內(nèi)開關(guān)端子S1，由此使SMPS變壓器30操作。SMPS變壓器30然后將驅(qū)動電壓提供給回掃變壓器40。
在SMPS變壓器30正常操作之前的初始電源接通階段，回掃變壓器40不能正常操作。因此，同步信號不會輸入到開關(guān)部分70中的晶體管TR1的基極端。結(jié)果，使開關(guān)部分70不會在初始電源接通階段接通。
如果SMPS變壓器30操作的話，電容C1會通過連接于SMPS變壓器30副邊繞組N2的二極管D4而由功率因數(shù)校正電路部分20進(jìn)行充電。
如果電容C1充電到預(yù)定電平的話，可通過電阻R1將電容C1的放電電壓輸入給電容C2，由此給電容C2充電。在經(jīng)過預(yù)定時(shí)間以后，通過電阻R2和二極管D1將給電容C2充電的電壓放電給電阻R5?？蓪⒔o電容C2充電或放電的電壓用作誤差放大部分80的比較電壓。因此，誤差放大部分80會將輸入給電容C2的充電電壓即在初始操作下的誤差電壓按照標(biāo)準(zhǔn)電壓Vt進(jìn)行放大達(dá)到預(yù)定電平，并且將誤差放大電壓Vc輸入給比較部分90。然后，比較部分90將誤差放大部分80的誤差放大電壓與標(biāo)準(zhǔn)振蕩波形進(jìn)行比較。例如，如果誤差電壓較高的話，比較部分90會在減少接通時(shí)間的情況下輸出標(biāo)準(zhǔn)振蕩波形。然后，第二控制驅(qū)動部分100會按照標(biāo)準(zhǔn)振蕩波形隨著接通時(shí)間減小占空比。換句話說，開關(guān)元件S2會在標(biāo)準(zhǔn)振蕩波形接通時(shí)間過程中接通。因此，電壓Vol-2會給功率因數(shù)校正電路部分20的電容C3充電，并且由此使SMPS變壓器30在初始電源接通階段順利地操作。
功率因數(shù)校正電路部分20的輸出電壓Vol可以通過下列等式來表示
其中，D表示占空因數(shù)，和Vol-1是在第二控制驅(qū)動部分100操作之前電容C3的端電壓。
在等式1中根據(jù)預(yù)定電源的比較部分80的輸出電壓Vc按照功率因數(shù)校正電路部分20的輸出電壓Vol的增加而變化，其可由下列等式表示
接通時(shí)，即如圖4A和4B所示，會減小占空因數(shù)，并且功率因數(shù)校正電路部分20的初始輸出電壓Vol-2會降低。如果回掃變壓器40在經(jīng)過預(yù)定時(shí)間以后正常操作的話，高電壓會被提供給回掃變壓器40，并且同步信號會同時(shí)輸入給開關(guān)部分70中的晶體管TR1的基極端，如圖5B所示。晶體管TR1會如圖5A所示接通，并且電容C2的充電電壓會流過晶體管TR1。因此，橫跨通過電阻R6連接于誤差放大部分80反向端的電阻R5的電壓會降低，由此，增加比較部分90標(biāo)準(zhǔn)振蕩波形的接通時(shí)間。按照增加的比較部分90標(biāo)準(zhǔn)振蕩波形的接通時(shí)間，第二控制驅(qū)動部分100的占空比會增加，由此穩(wěn)定了功率因數(shù)校正電路部分20的輸出電壓，使其處于正常狀態(tài)。也就是說，圖5A的波形變?yōu)檎］敵鲭妷篤ol-3。
如上所述，本發(fā)明通過根據(jù)軟起動電路部分的充電/放電電壓使用誤差放大器控制標(biāo)準(zhǔn)振蕩波形的通/斷時(shí)間(其相應(yīng)于誤差電壓變化)初始地穩(wěn)定TV或監(jiān)視器的功率因數(shù)校正電路的輸出電壓，即通過軟起動并穩(wěn)定功率因數(shù)校正電路的輸出電壓，可用以增強(qiáng)電器設(shè)備的保持功能。
權(quán)利要求
1.一種輸出電壓穩(wěn)定電路，其具有功率因數(shù)校正電路，用以校正由整流器整流的電源電壓的功率因數(shù)，和SMPS變壓器，用以變換由功率因數(shù)校正電路所輸入的整流電壓，以便將變換的電壓提供給負(fù)載端，該電路包括回掃變壓器(FBT)，用以通過由SMPS變壓器所輸入的電壓提供高壓，并且輸出同步信號；第一控制驅(qū)動部分，用以將開關(guān)控制信號提供給FBT，以穩(wěn)定整流電源的初始輸出電壓，其功率因數(shù)已經(jīng)通過功率因數(shù)校正電路進(jìn)行了校正；軟起動電路，用以按照SMPS變壓器的第一輸出進(jìn)行充電或放電操作；開關(guān)部分，用以根據(jù)FBT的同步信號控制軟起動電路的充電或放電操作；誤差放大器，用以按照開關(guān)部分的開關(guān)操作放大功率因數(shù)校正電路的輸出電壓；比較部分，用以將由誤差放大器所放大的輸出電壓與標(biāo)準(zhǔn)振蕩波形進(jìn)行比較，并且確定振蕩波形的通/斷時(shí)間；和第二控制驅(qū)動部分，用以按照由比較部分所確定的振蕩波形的通/斷時(shí)間控制占空比，以穩(wěn)定功率因數(shù)校正電路的初始輸出電壓。
2.如權(quán)利要求1的輸出電壓穩(wěn)定電路，其中軟起動電路包括第一電容，其連接于回掃變壓器的副邊繞組的兩端，用以進(jìn)行充電或放電操作；和第二電容，其通過電阻連接于第一電容的一端；其中開關(guān)部分連接于第二電容上。
3.如權(quán)利要求1的輸出電壓穩(wěn)定電路，其中開關(guān)部分包括晶體管或場效應(yīng)晶體管。
4.如權(quán)利要求1的輸出電壓穩(wěn)定電路，其中誤差放大器是由運(yùn)算放大器組成的。
5.如權(quán)利要求1的輸出電壓穩(wěn)定電路，其中比較部分是由運(yùn)算放大器組成。
6.一種功率因數(shù)校正電路的輸出電壓穩(wěn)定電路，用于校正由整流器整流的電源電壓的功率因數(shù)，其包括開關(guān)型電源(SMPS)，其具有輸出端連接于回掃變壓器(FBT)，可操作輸出同步信號；驅(qū)動器部分，其連接于SMPS，并且對其可操作地提供開關(guān)控制信號；軟起動電路，其連接于SMPS的輸出端，并且可操作地進(jìn)行充電和放電操作；開關(guān)部分，其具有輸出端連接于軟起動電路，并且可操作地根據(jù)FBT的同步信號控制軟起動電路的充電或放電操作；比較部分，其連接于軟起動電路上，并且可操作地用以將軟起動電路的輸出電壓與標(biāo)準(zhǔn)波形進(jìn)行比較；和控制驅(qū)動部分，其連接于比較部分，并且可操作地按照比較部分的輸出電壓控制占空比，以穩(wěn)定功率因數(shù)校正電路的初始輸出電壓。
7.如權(quán)利要求6的輸出電壓穩(wěn)定電路，其進(jìn)一步包括誤差放大部分，其連接于比較部分與軟起動電路之間，并且可操作用地以放大功率因數(shù)校正電路的輸出電壓。
8.如權(quán)利要求6的輸出電壓穩(wěn)定電路，其中軟起動電路包括第一電容，其連接于FBT原邊繞組的兩端，并且可操作地進(jìn)行充電或放電操作；和第二電容，其通過電阻連接于第一電容的一端上；其中開關(guān)部分連接于第二電容上，并且開關(guān)部分的控制輸入端可接收同步信號。
全文摘要
一種功率因數(shù)校正電路的輸出電壓穩(wěn)定電路,包括回掃變壓器(FBT),其連接于輸出變壓器的副邊繞組上;第一控制驅(qū)動部分;軟起動電路;開關(guān)部分;誤差放大器;比較部分,用以將由誤差放大器的輸出電壓與功率因數(shù)校正電路的初始輸出電壓進(jìn)行比較,并且通過比較輸出電壓;和第二控制驅(qū)動部分,用以按照比較部分的輸出電壓控制占空比,以穩(wěn)定功率因數(shù)校正電路的初始輸出電壓。
文檔編號H02M1/00GK1186365SQ97116260
公開日1998年7月1日 申請日期1997年9月4日 優(yōu)先權(quán)日1996年9月4日
發(fā)明者金尚烈 申請人:Lg電子株式會社