[实用新型]一种准单级高功率因数恒流电路及装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及开关电源技术，尤其涉及一种准单级高功率因数恒流电路及装置。

背景技术

由于目前大多数用电设备中的非线性元件和储能元件的存在会使输入交流电流波形发生严重畸变，网侧输入功率因数很低，为了满足国际标准IEC61000-3-2的谐波要求，必须在这些用电设备中加入功率因素校正（PFC）装置。

传统的有源功率因数校正电路一般采用升压（Boost）拓扑、升降压（Buck-boost）拓扑或降压型（Buck）拓扑。其中，Boost拓扑具有控制容易、驱动简单、在整个工频周期内都可以进行开关工作、输入电流的功率因数可以接近于1等特点。但是Boost拓扑电路具有输出电压高的缺点，而且在宽范围输入（90Vac-265Vac）条件下，在低电压段（90Vac-110Vac）的效率比高电压段（220Vac-265Vac）低1-3%。而采用Buck-boost拓扑，电路损耗相对Buck拓扑会大一些。在小功率应用场合，Buck拓扑能够在整个输入电压范围内保持较高效率。由于工业上的热设计都是根据效率最低点来设计的，因此Buck拓扑的热设计也比Boost拓扑和Buck-boost拓扑简单。所以，目前Buck拓扑被越来越多地用到工业应用中。

图1示出了现有技术中的一种单级的Buck PFC电路结构，包括：整流桥10，接收输入信号V_ac；输入电容C_in，连接在整流桥10的两个输出端之间；电感L，其一端连接整流桥10的一个输出端，其另一端连接输出电容C_o的一端；输出电容C_o，其一端连接电感L的另一端，其另一端连接开关管Q1的输入端；负载R_load，并联在输出电容C_o的两端；二极管D_o，阴极连接整流桥10的一个输出端，阳极连接开关管Q1的输入端；开关管Q1，输出端连接整流桥10的另一个输出端，控制端连接PFC控制电路11的输出端。

然而，以图1为例的单级Buck PFC电路，虽然电路结构简单，电路成本低，缺点是输出负载存在较大的纹波电流（通常为100Hz的纹波电流），会造成频闪，无法适用于某些对频闪要求较高的应用场合。

实用新型内容

本实用新型要解决的问题是提供一种准单级高功率因数恒流电路及装置，相比于传统的两级电路而言能够降低电路成本，相比于传统的单级电路而言可减小负载的纹波电流，后级主电路采用Buck型结构以获得较高效率，通过简单的控制即可获得输出负载恒流。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种准单级高功率因数恒流电路及装置，包括：

整流桥，对输入的交流电源信号整流；

输入电容，其第一端连接所述整流桥的正输出端，其第二端连接所述整流桥的负输出端；

第一电感，其第一端连接所述输入电容的第一端；

母线电容，其第一端连接所述第一电感的第二端；

第一二极管，其阳极连接所述母线电容的第二端，其阴极连接所述整流桥的负输出端；

开关管，其第一功率端连接所述第一电感的第二端，其控制端接收外部的驱动信号；

第二二极管，其阳极连接所述开关管的第二功率端，其阴极连接所述整流桥的负输出端；

采样电阻，其第一端连接所述开关管的第二功率端；

第二电感，其第一端与所述采样电阻的第二端相连；

输出二极管，其阴极与所述开关管的第二功率端相连，其阳极与所述母线电容的第二端相连；

输出电容，其第一端与所述第二电感的第二端相连，其第二端与所述输出二极管的阳极相连，所述输出电容配置为与负载并联。

根据本实用新型的一个实施例，所述开关管为功率MOSFET晶体管，所述第一功率端为所述MOSFET晶体管的漏极，所述第二功率端为所述MOSFET晶体管的源极，所述控制端为所述MOSFET晶体管的栅极。

根据本实用新型的一个实施例，所述开关管为功率三极管，所述第一功率端为所述功率三极管的集电极，所述第二功率端为所述功率三极管的发射极，所述控制端为所述功率三极管的基极。

根据本实用新型的一个实施例，所述开关管为源极驱动组合开关器件，包括第一MOS晶体管和第二MOS晶体管，其中，所述第一功率端为所述第一MOS晶体管的漏极，所述第二功率端为所述第二MOS晶体管的源极，所述控制端为所述第二MOS晶体管的栅极，所述第一MOS晶体管的源极连接所述第二MOS晶体管的漏极，所述第一MOS晶体管的栅极接收预设的直流电压。