功率因數(shù)校正電路自帶輔助電源電路及其控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及PFC (power factor correct1n,功率因數(shù)校正)技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種PFC電路自帶輔助電源電路及其控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]圖1是現(xiàn)有的PFC電路自帶輔助電源電路。
[0003]如圖1所述，PFC電路自帶輔助電源電路包括:整流橋DB1-DB4，接收交流輸入電壓，并將交流輸入電壓整流為直流輸入電壓；輸入電容器CBB2，并聯(lián)于整流橋DB1-DB4之間，對整流橋輸出信號進(jìn)行濾波；包括電感L2、開關(guān)管Ql和二極管Dl的PFC開關(guān)電源，與輸入電容器CBB2并聯(lián),用于產(chǎn)生負(fù)載所需的直流輸出。
[0004]圖2是現(xiàn)有的包含PFC控制電路的PFC電路自帶輔助電源電路。
[0005]PFC控制電路通過輸出驅(qū)動信號來控制PFC開關(guān)電源工作。
[0006]圖1和圖2中所示的兩種PFC電感輔助繞組可以用來作為輔助電源給控制線路供電，它們有一個特點就是在PFC很輕負(fù)載或者空載時幾乎不能提供能量，這樣的話在整個電源很輕負(fù)載或者待機狀態(tài)下，不能提供穩(wěn)定的輔助電源。
[0007]圖3和圖4示出了在PFC輕載時現(xiàn)有的PFC電路自帶輔助電源電路中電感L2上的電流流向。
[0008]在PFC輕載的情況下，一個工頻周期之內(nèi)PFC控制電路可能只發(fā)出一串很少數(shù)量的驅(qū)動脈沖(也即驅(qū)動脈沖斷續(xù)，比如一個工頻周期50ms內(nèi)只有1ms PFC控制電路是在發(fā)驅(qū)動脈沖的，往往是負(fù)載越輕，工作的時間比例越短)來驅(qū)動開關(guān)管Q1。電感L2的主繞組和輔助繞組是耦合的，有電流流動時，主繞組和輔助繞組都感應(yīng)出對應(yīng)比例的電壓。
[0009]如圖3所示，如果脈沖是在交流輸入電壓瞬時值為高的時候發(fā)出，則脈沖關(guān)斷后，電感L2主繞組兩側(cè)電壓差比較小，即電壓降小，電感L2上的電流會沿著PFC主電路的方向輸出。
[0010]如圖4所示，如果脈沖是在交流輸入電壓瞬時值低的時候發(fā)出，則脈沖關(guān)斷時電感L2兩側(cè)電壓差比較大，即壓降高，因為電感L2主繞組2端的電壓也就是輸入電壓為低，而3端的電壓也就是輸出電壓基本恒定，所以壓降比較大，電感L2主繞組壓降大，電感L2輔助繞組也會感應(yīng)出比較大的電壓，電感L2輔助繞組上的電流流向如圖4所示。
[0011]本實用新型正是基于圖3和圖4中的現(xiàn)象得到的。
【實用新型內(nèi)容】
[0012]本實用新型的另外方面和優(yōu)點部分將在后面的描述中闡述，還有部分可從描述中明顯地看出，或者可以在本實用新型的實踐中得到。
[0013]本申請為一種新型的基于PFC電路的輔助電源電路，采用在輕載時PFC控制電路在交流輸入電壓低時導(dǎo)通，即，交流電壓的瞬時值絕對值低時PFC控制電路正常工作，使得PFC控制電路在交流電壓過O附近工作，從而實現(xiàn)輕載時能穩(wěn)定輸出。
[0014]本申請公開了一種PFC電路自帶輔助電源電路，包括:PFC電路，接收來自交流電源的交流輸入電壓，并產(chǎn)生負(fù)載所需的直流輸出電壓以及輔助電源電壓輸出；PFC負(fù)載大小判斷電路，接收來自PFC電路的輸出電流，并根據(jù)該輸出電流判斷PFC電路的負(fù)載是高還是低，當(dāng)判斷PFC電路負(fù)載高時，向交流電瞬時電壓檢測電路輸出屏蔽信號；交流電瞬時電壓檢測電路，接收來自交流電源的交流輸入電壓，對交流輸入電壓的瞬時值進(jìn)行檢測，生成與交流輸入電壓同步的脈沖信號，并將該脈沖信號輸出到PFC控制電路的使能端；PFC控制電路，當(dāng)其使能端接收到高電平的脈沖信號時，按照正常工作方式控制PFC電路工作，當(dāng)其使能端接收到低電平的脈沖信號時，處于非工作狀態(tài)。
[0015]本申請還公開了一種PFC電路自帶輔助電源電路的控制裝置，該PFC電路根據(jù)PFC控制電路的控制進(jìn)行工作，該控制裝置包括=PFC負(fù)載大小判斷電路，接收來自PFC電路的輸出電流，并根據(jù)該輸出電流判斷PFC電路的負(fù)載是高還是低，當(dāng)判斷PFC電路負(fù)載高時，向交流電瞬時電壓檢測電路輸出屏蔽信號；交流電瞬時電壓檢測電路，接收來自交流電源的交流輸入電壓，對交流輸入電壓的瞬時值進(jìn)行檢測，生成與交流輸入電壓同步的脈沖信號，并將該脈沖信號輸出到PFC控制電路的使能端。
【附圖說明】
[0016]通過結(jié)合附圖對本實用新型的優(yōu)選實施例進(jìn)行詳細(xì)描述，本實用新型的上述和其他目的、特性和優(yōu)點將會變得更加清楚，其中相同的標(biāo)號指定相同結(jié)構(gòu)的單元，并且在其中:
[0017]圖1是現(xiàn)有的PFC電路自帶輔助電源電路。
[0018]圖2是現(xiàn)有的包含PFC控制電路的PFC電路自帶輔助電源電路。
[0019]圖3和圖4示出了在PFC輕載時現(xiàn)有的PFC電路自帶輔助電源電路中電感L2上的電流流向。
[0020]圖5示出了根據(jù)本實用新型實施例的PFC電路自帶輔助電源電路的框圖。
[0021]圖6示出了根據(jù)本實用新型實施例的交流電瞬時電壓檢測電路的具體電路示意圖。
[0022]圖7A和7B是根據(jù)本實用新型實施例通過交流電瞬時電壓檢測電路輸出的脈沖信號對PFC控制電路進(jìn)行控制的方式。
[0023]圖8示出了根據(jù)本實用新型實施例的PFC電路自帶輔助電源電路的控制方法流程圖。
【具體實施方式】
[0024]下面將參照示出本實用新型實施例的附圖充分描述本實用新型。然而，本實用新型可以以許多不同的形式實現(xiàn)，而不應(yīng)當(dāng)認(rèn)為限于這里所述的實施例。相反，提供這些實施例以便使本公開透徹且完整，并且將向本領(lǐng)域技術(shù)人員充分表達(dá)本實用新型的范圍。在附圖中，為了清楚起見放大了組件。
[0025]應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)稱“元件” “連接到”或“耦接”到另一元件時，它可以是直接連接或耦接到另一元件或者可以存在中間元件。相反，當(dāng)稱元件“直接連接到”或“直接耦接到”另一元件時，不存在中間元件。相同的附圖標(biāo)記指示相同的元件。這里使用的術(shù)語“和/或”包括一個或多個相關(guān)列出的項目的任何和所有組合。
[0026]應(yīng)當(dāng)理解，盡管這里可以使用術(shù)語第一、第二、第三等描述各個元件、組件和/或部分，但這些元件、組件和/或部分不受這些術(shù)語限制。這些術(shù)語僅僅用于將元件、組件或部分相互區(qū)分開來。因此，下面討論的第一元件、組件或部分在不背離本實用新型教學(xué)的前提下可以稱為第二元件、組件或部分。
[0027]除非另有定義，這里使用的所有術(shù)語(包括技術(shù)和科學(xué)術(shù)語)具有與本實用新型所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員共同理解的相同含義。還應(yīng)當(dāng)理解，諸如在通常字典里定義的那些術(shù)語應(yīng)當(dāng)被解釋為具有與它們在相關(guān)技術(shù)的上下文中的含義相一致的含義，而不應(yīng)用理想化或極度形式化的意義來解釋，除非這里明確地這樣定義。
[0028]本實用新型的主要技術(shù)特征是，通過外加的控制電路，使得PFC電路在空載或者極輕負(fù)載時，PFC控制電路發(fā)出的斷續(xù)的驅(qū)動脈沖全部是在輸入交流電為低電位時刻發(fā)出，而控制PFC控制電路在輸入交流電為高電位時不工作，這樣就能夠保證電感兩端有較大的電壓差，從而保證作為輔助電源的電感的輔助繞組電壓輸出。
[0029]圖5示出了根據(jù)本實用新型實施例的PFC電路自帶輔助電源電路的框圖。
[0030]如圖5所示，PFC電路自帶輔助電源電路包括:PFC電路501、PFC控制電路503、以及控制裝置。該控制裝置包含交流電瞬時電壓檢測電路502和PFC負(fù)載大小判斷電路504。
[0031]PFC電路501接收來自交流電源的交流輸入電壓，并產(chǎn)生負(fù)載所需的直流輸出以及輔助電源電壓輸出。
[0032]PFC負(fù)載大小判斷電路504接收來自PFC電路501的直流輸出，并根據(jù)該直流輸出判斷PFC電路501的負(fù)載是高還是低。當(dāng)PFC負(fù)載大小判斷電路504判斷PFC電路501負(fù)載高(滿載)時，屏蔽交流電瞬時電壓檢測電路502。此時，PFC電路501和傳統(tǒng)PFC外掛輔助電源工作狀態(tài)完全相同。PFC負(fù)載大小判斷電路504用于在PFC電路501高負(fù)載時屏蔽交流電瞬時電壓檢測電路502，而在PFC電路501低負(fù)載時不對交流電瞬時電壓檢測電路502輸出屏蔽信號。
[0033]雖然圖5中示出PFC負(fù)載大小判斷電路504根據(jù)來自PFC電路501的直流輸出來判斷PFC電路501的負(fù)載的高低，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，PFC負(fù)載大小判斷電路504還可以根據(jù)其他信號來判斷PFC電路501的負(fù)載的高低。例如，通常在PFC電路后面還接有DC-DC轉(zhuǎn)換器，PFC負(fù)載大小判斷電路504也可以接收該DC-DC轉(zhuǎn)換器的使能信號或者輸出功率，并據(jù)此來判斷PFC電路501的負(fù)載的高低。
[0034]交流電瞬時電壓檢測電路502在接收到來自PFC負(fù)載大小判斷電路504的屏蔽信號時，不工作(所述屏蔽信號例如是長高電平)。而未接收到來自PFC負(fù)載大小判斷電路504的屏蔽信號時，也即在PFC電路501輕載或者空載時，交流電瞬時電壓檢測電路502工作。
[0035]交流電瞬時電壓檢測電路502接收來自交流電源的交流輸入電壓，對交流輸入電壓的瞬時值進(jìn)行檢測，并得出一個與交流輸入電壓同步的脈沖信號(比如交流輸入電壓的瞬時絕對值低于預(yù)定閾值時該脈沖信號為高電平，而在交流輸入電壓的瞬時絕對值高于預(yù)定閾值時，該脈沖信號為低電平)，再將該脈沖信號輸出到PFC控制電路503的使能端。
[0036]PFC控制電路503的使能端接收脈沖信號。當(dāng)脈沖信號是高電平時，PFC控制電路503被使能，以便按照正常工作方式控制PFC電路502工作，即開關(guān)管Ql根據(jù)來自PFC控制電路503的驅(qū)動電壓而導(dǎo)通或截止，并讓輸入電流波形跟蹤電壓波形，同時PFC電路502的電感L2的輔助繞組感應(yīng)出電壓作為輔助電源輸出電壓。當(dāng)脈沖信號是低電平時，PFC控制電路503被禁止工作。
[0037]采用本實用新型，就能僅僅在交流輸入信號為低的時候使得交流電瞬時電壓檢測電路502才有可能發(fā)出高電平信號，以強迫PFC控制電路503處于工作狀態(tài)，從而保證PFC電感輔助繞組輸出電壓為高。
[0038]本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，PFC電路501和PFC控制電路503可以采用如圖1和圖2所述的現(xiàn)有的PFC電路及其控制電路，也可以采用其他合適的PFC電路及其控制電路。
[0039]圖6示出了根據(jù)本實用新型實施例的交流電瞬時電壓檢測電路502的具體電路示意圖。
[0040]如圖6所示，交流電瞬時電壓檢測電路502包括第一和第二二極管D8和D9、穩(wěn)壓二極管ZD3以及三極管Q4。第一二極管D8的正極和第二二極管D9的正極作為交流電瞬時電壓檢測電路502的輸入端，接收來自交流電源的輸入。第一二極管D8的正極耦合到交流電源的火線L端，第二二極管D9的正極耦合到交流電源的零線N端，第一二極