[发明专利]一种用于功率因数校正电路的窗口控制电路

说明书

技术领域

本发明涉及功率因数校正（Power Factor Correction，以下简称PFC）电路，具体涉及一种用于功率因数校正电路的窗口控制电路。

背景技术

由于电力电子设备的广泛应用，谐波污染现象日益严重。许多国际标准如IEC61000-3-2，IEEE519-992都提出了对电力电子设备注入电网谐波的限制，因此有必要在开关电源前级添加功率因数校正环节。由于输入电流连续，易于控制，对EMI滤波器要求低等特点，电流连续 Boost PFC得到了广泛的应用，但是该电路始终以较高的开关频率工作，开关损耗较大，存在着在轻载或低输入电压时效率偏低的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种可以在选定的窗口区间内降低开关频率从而减小功率因数校正电路开关损耗、提高电路效率尤其是轻载或低输入电压时效率的用于功率因数校正电路的窗口控制电路。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：第一种用于功率因数校正电路的窗口控制电路包括正弦半波电压采样电路、低通滤波电路和比较电路，所述低通滤波电路的输入端和比较电路的第一输入端与正弦半波电压采样电路的同一个输出端连接或分别与正弦半波电压采样电路的不同输出端连接；所述低通滤波电路的输出端与所述比较电路的第二输入端连接，使得当比较电路的第一输入端的输入电压大于比较电路的第二输入端的输入电压时，比较电路的输出为高电平；当比较电路的第一输入端的输入电压小于比较电路的第二输入端的输入电压时，比较电路的输出为低电平。

进一步地，本发明还包括半导体开关管和振荡电容，所述半导体开关管的一端接地，另一端接所述振荡电容，所述半导体开关管的控制端与所述比较电路的输出端连接。

本发明的另一种用于功率因数校正电路的窗口控制电路包括正弦半波电压采样电路、低通滤波电路和比较电路，所述低通滤波电路的输入端和比较电路的第二输入端与正弦半波电压采样电路的同一个输出端连接或分别与正弦半波电压采样电路的不同输出端连接；所述低通滤波电路的输出端与所述比较电路的第一输入端连接，使得当比较电路的第一输入端的输入电压大于比较电路的第二输入端的输入电压时，比较电路的输出为高电平；当比较电路的第一输入端的输入电压小于比较电路的第二输入端的输入电压时，比较电路的输出为低电平。

进一步地，本发明还包括半导体开关管和振荡电阻，所述半导体开关管的一端接地，另一端接所述振荡电阻，所述半导体开关管的控制端与所述比较电路的输出端连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：由于本发明的窗口控制电路采用采样得到的正弦半波电压与该电压经低通滤波后的直流成分比较得到窗口控制信号，并用该信号改变PFC控制器外接振荡元件的值，可以在交流输入电压半波内实现开关频率的切换，并且窗口控制信号的宽度能在不同交流输入电压下保持恒定。采用本发明的窗口控制电路的功率因数校正电路，在损耗较小区域即输入电网电压半波的两侧区域采用较高开关频率，防止输入电网电流的过零点畸变，保证较高功率因数；在主要损耗产生区域即输入电网电压半波的中间区域采用较低开关频率以降低开关损耗，提高电路效率尤其是轻载或低输入电压时效率，对效率和功率因数做了很好的折中。

附图说明

图1是现有电流连续 Boost PFC工作波形示意图；

图2是PFC输入功率波形示意图；

图3是采用本发明的窗口控制电路的功率因数校正电路工作波形示意图；

图4是本发明的一种窗口控制电路原理图；

图5是采用本发明的窗口控制电路的功率因数校正电路的功能模块框图；

图6是采用本发明的窗口控制电路的功率因数校正电路的第一个具体实例的结构示意图；

图7是采用本发明的窗口控制电路的功率因数校正电路的第二个具体实例的结构示意图；

图8是采用本发明的窗口控制电路的功率因数校正电路的第三个具体实例的结构示意图；

图9是本发明的另一种窗口控制电路原理图；

图10是采用本发明的窗口控制电路的功率因数校正电路第三个具体实例的结构示意图；

图11是采用本发明的窗口控制电路的功率因数校正电路与现有电流连续 Boost PFC的效率比较曲线图。

具体实施方式

以下结合实例和附图进行详细说明本发明。