高压启动电路、PFC电路和AC/DC变换器制造技术

本公开提供了用于功率因数校正器电路的高压启动电路、具有该高压启动电路的功率因数校正器电路以及具有该功率因数校正器电路的交流/直流变换器。该高压启动电路包括：开关晶体管，其串联连接在功率因数校正器电路的低频桥臂中的两个低频开关晶体管之间，其中开关晶体管的漏极连接到交流输入端子，开关晶体管的栅极经由电阻器连接到交流输入端子并且经由稳压二极管连接到地，并且开关晶体管的源极经由启动电容器连接到地。

High voltage starting circuit, PFC circuit and AC / DC converter

【技术实现步骤摘要】
高压启动电路、PFC电路和AC/DC变换器
本公开涉及电源的
，更具体地，涉及用于功率因数校正器(PFC)拓扑的高压启动电路。此外，本公开还涉及具有该高压启动电路的PFC电路以及使用该PFC电路的交流/直流(AC/DC)变换器。
技术介绍
大量的电子设备需要使用AC/DC变换器将低频率的市电AC电力转换为电子设备能够直接使用的DC电力。PFC拓扑结构由于具有元件数量少、共模噪声低、转换效率高等优点而被广泛应用于AC/DC变换器。然而，现有的用于AC/DC变换器的高压启动电路由于其尺寸和成本而不适用于使用PFC拓扑结构的AC/DC变换器，因此需要一种适于与PFC拓扑结构一起使用的高压启动电路。
技术实现思路
在下文中给出了关于本公开的简要概述，以便提供关于本公开的某些方面的基本理解。但是，应当理解，这个概述并不是关于本公开的穷举性概述。它并不是意图用来确定本公开的关键性部分或重要部分，也不是意图用来限定本公开的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出关于本公开的某些概念，以此作为稍后给出的更详细描述的前序。鉴于以上问题，本公开的至少一个实施方式的目的是提供一种小尺寸、低成本的高压启动电路，适用于使用PFC拓扑结构的AC/DC变换器。根据本公开的一个方面，提供了一种用于功率因数校正器(PFC)电路的高压启动电路，其包括：开关晶体管，串联连接在功率因数校正器电路的低频桥臂中的两个低频开关晶体管之间，其中开关晶体管的漏极连接到交流输入端子，开关晶体管的栅极经由电阻器连接到交流输入端子并且经由稳压二极管连接到地，并且开关晶体管的源极经由启动电容器连接到地。根据本公开的另一方面，提供了一种PFC电路，其包括根据本公开的上述方面的高压启动电路。根据本公开的另一方面，提供了一种交流/直流变换器，其包括根据本公开的上述方面的PFC电路、直流/直流(DC/DC)电路；以及用于控制PFC电路和DC/DC电路的控制器。在下面的说明书部分中给出本公开实施方式的其它方面，其中，详细说明用于充分地公开本公开实施方式的优选实施方式，而不对其施加限定。附图说明参照下面结合附图对本公开实施方式的说明，会更加容易地理解本公开的以上和其它目的、特点和优点，在附图中：图1是典型的两级AC/DC变换器的结构框图；图2是典型的图腾柱PFC拓扑电路的电路图；图3是典型的高压启动电路的电路图；图4A和图4B是图3中所示的高压启动电路的电流路径的示意图；图5是根据本公开的实施方式的AC/DC变换器500的示意性电路图；以及图6是图5中的AC/DC变换器中的AC输入电压、开关晶体管的驱动电压和直流工作电压的波形图。具体实施方式在下文中，将参照所附的说明性示图详细描述本公开的一些实施方式。在用附图标记指示附图的元件时，尽管相同的元件在不同的附图中示出，但相同的元件将由相同的附图标记表示。此外，在本公开的以下描述中，在有可能使本公开的主题不清楚的情况下，将省略对并入于本文中的已知功能和配置的详细描述。本文中使用的术语仅用于描述特定实施方式的目的，而非旨在限制本公开。如本文所使用的，除非上下文另外指出，否则单数形式旨在也包括复数形式。还将理解的是，说明书中使用的术语“包括”、“包含”和“具有”旨在具体说明所陈述的特征、实体、操作和/或部件的存在，但是并不排除一个或更多个其他的特征、实体、操作和/或部件的存在或添加。除非另有定义，否则本文中使用的包括技术术语和科学术语的所有术语具有与本技术构思所属领域技术人员通常理解的含义相同的含义。将进一步理解的是，诸如在常用词典中定义的那些术语应该被解释为具有与其在相关领域的上下文中的含义一致的含义，除非在此明确定义否则不应以理想化或过于正式的意义来解释。在下面的描述中，阐述了许多具体细节以提供对本公开的全面理解。本公开可以在没有这些具体细节中的一些或所有具体细节的情况下实施。在其他实例中，为了避免因不必要的细节而模糊了本公开，在附图中仅仅示出了与根据本公开的方案密切相关的部件，而省略了与本公开关系不大的其他细节。本公开的技术的核心思想在于提供能够适用于使用PFC拓扑结构的AC/DC变换器的高压启动电路。在下文中，将参照附图详细描述根据本公开的优选实施方式。图1示出了。如图1中所示，该AC/DC变换器包括PFC电路级、DC/DC电路级和控制器。PFC电路级用于接收交流输入电压，执行功率因数校正，使输入电流具有与输入电压相同的频率和相位，从而抑制谐波以避免对电网造成污染，同时输出具有工频波纹的输出电压。DC/DC电路级用于将PFC电路级输出的电力转换为电子设备所需的直流电力，同时实现电气隔离。对于DC/DC电路级，可以采用LLC变压器的形式来实现。控制器用于向PFC电路级和DC/DC电路级提供控制信号。在一些实施方式中，控制器用于向PFC电路级和DC/DC电路级中的开关晶体管提供栅极驱动信号。作为示例，图2示出了典型的图腾柱PFC拓扑电路200。如图2中所示，高频开关晶体管Q1和Q2组成高频桥臂，在高频PWM模式下工作，并且低频开关晶体管Q3和Q4组成低频桥臂，其按工频开关周期工作。在图2中，L表示输入交流电压的正电源端子，其连接到高频桥臂的高频开关晶体管Q1和Q2中间的第一电路节点；N表示输入交流电压的负电源端子，其连接到高频桥臂的高频开关晶体管Q3和Q4中间的第二电路节点；并且C1表示负载电容器。在本公开的一些实施方式中，由于氮化镓(GaN)高电子迁移率晶体管(HEMT)具有快速反向恢复能力，因而可以被用于实现高频开关晶体管Q1和Q2。此外，具有低导通电阻的硅金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)可以被用于实现低频开关晶体管Q3和Q4。在图2所示电路的工作期间，在输入电压的正半周期，MOSFET开关管Q4导通而MOSFET开关管Q3断开，并且在输入电压的负半周期，MOSFET开关管Q3导通而MOSFET开关管Q4断开。不论在图2的输入电压的正半周期和负半周期中，原边电流路径只包含一个高频开关管(Q1或Q2)和一个低频开关管(Q4或Q3)，从而对负载进行供电。为了防止桥臂直通，有必要在高频桥臂的两个高频开关晶体管Q1和Q2之间设置死区时间。此外，图腾柱PFC拓扑结构在交流电压过零点附近存在电流尖峰的问题。因此，通常使用外部控制器按特定的时序控制各个开关管Q1-Q4的导通时序。如图2中所示，各开关晶体管Q1-Q4的栅极连接到由控制器提供的脉冲信号源，因此各开关晶体管Q1-Q4的开关受控制器提供的脉冲信号源控制。鉴于图腾柱PFC拓扑结构对于本领域技术人员而言是已知的，因此为了简洁起见，这里不对图腾柱PFC拓扑结构的基本原理进行更详细的描述。现有的AC/DC变换器通常包括高压启动电路，用于在上电时启动控制器，驱动DC/DC电路级中的变压器对电压进行转换以实现AC/DC变换器的正本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于功率因数校正器电路的高压启动电路，其特征在于包括：/n开关晶体管，串联连接在功率因数校正器电路的低频桥臂中的两个低频开关晶体管之间，/n其中所述开关晶体管的漏极连接到交流输入端子，所述开关晶体管的栅极经由电阻器连接到交流输入端子并且经由稳压二极管连接到地，并且所述开关晶体管的源极经由启动电容器连接到地。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于功率因数校正器电路的高压启动电路，其特征在于包括：
开关晶体管，串联连接在功率因数校正器电路的低频桥臂中的两个低频开关晶体管之间，
其中所述开关晶体管的漏极连接到交流输入端子，所述开关晶体管的栅极经由电阻器连接到交流输入端子并且经由稳压二极管连接到地，并且所述开关晶体管的源极经由启动电容器连接到地。


2.根据权利要求1所述的高压启动电路，其中所述功率因数校正器电路是图腾柱功率因数校正器电路。


3.根据权利要求1所述的高压启动电路，其中所述功率因数校正器电路是伪图腾柱功率因数校正器电路。


4.根据权利要求1所述的高压启动电路，其中所述功率因数校正器电路的高频桥臂包括串联连...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘青峰，刘军，丁春宇，李哲，
申请(专利权)人：雅达电子国际有限公司，
类型：新型
国别省市：中国香港;81