功率因数校正电路制造技术

本发明专利技术公开了一种功率因数校正电路，该电路包括接收输入交流电源电压的输入端，提供输出直流电源电压的输出端，连接至输入端的电源整流器，连接至电源整流器，将输出电压提供至输出端的降压电路，以及连接至该降压电路的开关。该电路还包括一电流源电路，其根据输出电压的大小产生一电流信号；连接至开关的检测电阻，其根据流过该开关的电流大小产生一电压信号；以及功率因数校正单元，其接收上述电压信号与电流信号，基于输入电压与输出电压间的关系来控制开关使降压电路选择性地工作或不工作。采用本发明专利技术的技术方案可以为开关电源提供较低的输入电压，更容易满足电气间隙和爬电距离的要求，并能够制作更小的元件，进一步降低成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及功率因数校正电路，特别是一种能够产生低直流电源交流电 压的功率因数校正电路。
技术介绍
在现有技术中，PFC (Power Factor Correction,功率因数校正)功能通 常产生大约400V的直流输出电压。该输出电压一般会作为PFC电路下一级 的开关电源(SMPS)的输入电压。表面贴装(Surface Mount Technology, SMT)是一种直接在印刷电路板(Printed Circuit Boards, PCB)表面安装 电子元件，以建立电路的技术。当作为SMT元件的开关电源被供给一高直流 电压时，其初级与次级引脚之间的最大电压通常较高。由于SMT芯片初级与 次级引脚间的高电压，大尺寸的SMT元件必须与其它元件分隔较远的距离。为将初/次级引脚间的距离保持为较小，在使用SMT时需要一个低直流 电压来满足EN60065标准的需要。EN60065标准规定了对应于直接在SMT 元件初/次级引脚间测得的最大电压的电气间隙和爬电距离。因此，为最小化 SMT元件的电气间隙和爬电距离，需要一个低直流电压来作为开关电源的输 入电压。当开关电源的输入电压较低时，就更容易满足EN60065标准关于电 气间隙和爬电距离的要求，从而使采用较为廉价的变压器技术成为可能。此 外，因为初/次级引脚间的距离减小，可以制作更小的元件，能够进一步降低 成本。图1为现有技术中采用PFC控制单元的降压式调节器(稳压器)电路的 电路图。该电路包括具有四个二极管1、 2、 3、 4的电源(市电)整流器5、开关6、 二极管7、电感8、电容9及PFC控制单元10。该PFC控制单元IO 用于控制降压式调整电路20，该降压式调整电路20的输入和输出电压如图2 所示。其中，交流输入电压在PFC工作区域内被整流为直流电压，PFC的运 作对应于图中的阴影部分。在两个临近的PFC工作区域之间还存在另一个区 域，其中输出电压从PFC工作区域中固定的交流电压开始衰减。如图2所示， PFC工作区域的直流电压比电源输入电压的峰值更高。事实上，该直流电压 是比较高的(约为400V), 4艮难满足EN60065的要求。因为PFC降压调节器 的输出电压被供给开关电源，故开关电源的输出电压也很高。这将造成开关 电源的SMT元件其初/次级引脚间产生峰值较高的电压。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种功率因数校正电路，特别是一 种能够产生低电源交流电压的功率因数校正电路。一种功率因数校正电路，该电路包括接收输入交流电源电压的输入端， 提供输出直流电源电压的输出端，连接至输入端的电源整流器，连接至电源 整流器，将输出直流电源电压提供至输出端的降压电路，以及连接至该降压 电路的开关。该电路还包括一电流源电路，其才艮据所述输出直流电源电压的 大小产生一电流信号；连接至上述开关的检测电阻，其根据流过该开关的电 流大小产生一电压信号；以及功率因数校正单元，其接收上述电压信号与电 流信号，基于输入交流电源电压与输出直流电源电压间的关系来控制开关使 降压电路选择性地工作或不工作。釆用本专利技术的技术方案可以为开关电源提供较低的输入电压，更容易满 足电气间隙和爬电距离的要求，可以使用较为廉价的变压器技术，并能够制 作更小的元件，进一步降低成本。 附图说明图1为现有采用PFC单元的降压调整电路的电路图。 图2为现有降压调整电路的输入及输出电压的示意图。 图3为本专利技术采用PFC单元的降压调整电路的电路图。 图4为本专利技术降压调整电路的输入及输出电压的示意图。具体实施方式请参阅图3，为本专利技术降压式调节器电路的电路图。该电路包括具有四个 二极管101、 102、 103、 104的电源(市电)整流器105、开关106、检测电 阻lll、具有二极管107、电感108、电容109的降压电路107、具有晶体管 112及三个电阻113、 114、 115的电流源117。开关106与晶体管112可以为 双极型晶体管或MOS管，在本实施例中，开关106为MOS管，晶体管112 为双极型晶体管。在该电路中，电感108的一端连接至二银管107的阴极，另一端连接至 电容109的一端。电容109的另一端与二极管107的阳极均连接至开关106 的漏极，二极管107的阴极同时还连接至电源整流器105的一端，PFC控制 单元110的接地脚直接连接至电源整流器105的另一端。检测电阻111的一 端连接至开关106的源极，另一端接地。开关106的栅极连接至PFC控制单 元110的一端，其源极连接至PFC控制单元110的另一端，电压源电路117 的晶体管112的集电极连接至PFC控制单元110的再一端。电阻113的一端 连接至晶体管112的发射极，另一端连接至电阻114的一端。电阻114的另 一端与电阻115的一端相连后连接至晶体管112的基极，电阻115的另一端 接地。电阻114和电阻115两端的电压为输出直流电源电压。本实施例与现有技术的一个不同之处在于开关106并不直接连接于输入电压。在现有技术中，开关6直接连接于输入电压，由于开关6的电位使其 4艮难被PFC控制单元10所驱动。在本专利技术的实施例中，开关106连接于地 与电源整流器105之间。此外，检测电阻111输入端与开关106的节点处的电压被提供至PFC控 制单元110，当开关106闭合时(开关打开)，该电压决定了流过电阻111的 电流大小。换言之，检测电阻111使PFC控制单元110能够决定流过开关106的电法u。如上所述，包括晶体管112及三个电阻113、 114、 115的电流源117被连 接至电压输出端，电流源117将输出端的电压转换为一相应的电流信号。换 言之，直流电源输出电压在电流源117中净皮转换为相应的电流信号，并将该 信号提供至PFC控制单元110。该与输出电压成比例的电流信号，被用于PFC 控制单元UO处以控制开关106的运作，即开关106的打开与闭合，以调整 输出电压。本专利技术的输入和输出电压如图4所示。在输入电压高于输出电压的期间 内，开关106闭合，降压调整电路120开始工作。因此在该期间中降压调整 电路120的输出电压变为直流电压，如图4中的阴影部分所示。另一方面， 在输入电压低于输出电压的期间内，开关106打开使降压调整电路120停止 工作。因此在该期间中输出电压开始衰减，直到输入电压再次高于输出电压， 再次回到降压调整电路120的工作期间。这样就完成了降压调整电路120的 一个工作循环。如图4所示，PFC控制单元使电源输出电压远低于现有技术(图2)中 的电源输出电压，并总是低于电源输入电压的峰值。因此SMT元件就可以被 提供一较低的直流电压，例如200V的电压，使采用较廉价的变压器技术成为 可能。同时由于初/次级引脚间的距离可以减小，也有可能制作更小的SMT元件。但如图2和图4所示，在直流输出电压的大小与输出电容的电压紋波之 间存在一定的平衡。当输出电压升高时，输出电容的电压紋波会有所降低。 因此，本专利技术的降压电路116不能工作的时间会略长于现有技术中的PFC电 路，这一差异P条低了功率因数。同时，本专利技术的输出电压紋波会高于现有技 术中PFC电路的输出电压紋波。尽管如此，本专利技术的直流输出电压要远本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种功率因数校正电路，包括：接收输入交流电源电压的输入端；提供输出直流电源电压的输出端；连接至所述输入端的电源整流器；连接至所述电源整流器的降压电路，其将所述输出直流电源电压提供至所述输出端；连接至所述降压电路的开关；其特征在于，所述电路还包括：电流源电路，其根据所述输出直流电源电压的大小产生一电流信号；连接至所述开关的检测电阻，其根据流过所述开关的电流大小产生一电压信号；功率因数校正单元，其接收所述电压信号与电流信号，基于所述输入交流电源电压与所述输出直流电源电压间的关系来控制所述开关使所述降压电路选择性地工作或不工作。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：考格尔莱因哈德，卢伏吉恩保罗，梅特兹南迈克尔，
申请(专利权)人：深圳TCL新技术有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]