一種功率因數校正電路的電流浪湧抑制電路的製作方法
2023-10-05 11:12:59 1
專利名稱：一種功率因數校正電路的電流浪湧抑制電路的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於電源電路領域，尤其涉及一種功率因數校正電路的電流浪湧抑制 電路。
背景技術：
傳統的用於電子設備前端的二極體整流器，因其導致電源線的脈衝電流，進而幹 擾電網線電壓，產生向四周輻射和沿導線傳播的電磁幹擾，導致電源的利用效率下降。近幾 年來，為了符合國際電工委員會61000-3-2的諧波準則，有源功率因數校正(PFC)電路主導 低位已經成為必然。傳統的浪湧抑制電路中是在PFC電路中的功率迴路中串聯熱敏電阻，但是在大功 率應用時，熱敏電阻消耗的功率是不可忽略的，嚴重影響整機的效率，同時熱敏電阻一直處 於工作狀態使其失效率升高，縮短了整個電源系統的壽命；而且上述傳統的方案是專為應 用在特定溫度範圍內為設計的，在高溫和低溫情況下可能會出現不可預知的嚴重後果，在 反覆開關機時熱敏電阻的電流抑制功能已經消失，可能會燒毀前端設備或保險絲。針對上述問題，人們開始使用固定阻值的電阻代替熱敏電阻，同時PFC電路工作 後再用控制電路將其短路，從而實現高效、可靠的解決方案。其中一種技術方案是將浪湧抑 制電路接在PFC電路的交流迴路中或直流迴路中的參考地端，優點是驅動比較簡單，但是 在浪湧電路發生時，電子開關兩端要承受一個很高的電壓尖峰，導致抑制電路的參考地與 電子開關控制級之間形成高壓損壞開關，並且在低輸入電壓相同功率輸出時，對效率影響 比較大。另外PFC電路在較低輸入電壓的情況下滿載啟動時，由於電阻上流過很大電流產 生很大壓降會導致入口電壓變得更低，進而導致較低輸入電壓下不能開機的情況。
實用新型內容有鑑於此，本實用新型的目的在於提供一種功率因數校電路的電流浪湧抑制電 路，能夠在寬溫度範圍、寬輸入電壓情況下滿載啟動仍能夠正常抑制電流而且不影響整機 啟動。為實現上述目的，本實用新型的一個實施例提供一種功率因數校電路的電流浪湧 抑制電路，所述PFC電路包括整流橋BR1、充電二極體D1、PFC電感Li、主開關管Q2、整流管 D2和輸出電容C2，其特徵在於，所述電流浪湧抑制電路包括晶閘管Q1，所述晶閘管Ql的陽 極和陰極分別與整流管D2的陰極和電路電壓輸出端連接，電阻Rl並聯在晶閘管Ql的陽極 和陰極之間，還包括一控制開關管，所述控制開關管的第一端通過限流電阻R2與晶閘管Ql 的陽極連接，控制開關管的第二端與晶閘管Ql的控制極連接，控制開關管的控制極與整流 二極體D4的陰極連接，整流二極體D4的陽極與隔離變壓器Tl的副邊異名端連接，隔離變 壓器Tl的副邊同名端與控制開關管的第二端連接，在控制開關管的控制極和第二端之間 並聯有濾波電容C4和放電電阻R4，所述隔離變壓器Tl的原邊同名端通過電容C3、電阻R3 與方波信號發生器的信號輸出端連接，所述隔離變壓器Tl的原邊異名端接地，所述方波信號發生器的供電端通過開關管VTl與外部電源連接，所述開關管VTl的控制端在浪湧電流 逐漸減小時輸入使得開關管VTl導通的控制電壓信號。優選地，所述控制開關管為N溝道場效應管Q3，所述控制開關管的第一端為N溝道 場效應管Q3的漏極，控制開關管的第二端為N溝道場效應管Q3的源極，所述控制開關管的 控制極為N溝道場效應管Q3的柵極。優選地，所述N溝道場效應管Q3的柵極和源極之間還並聯有穩壓管D3。優選地，所述控制開關管為NPN型三極體VT2，控制開關管的第一端為NPN型三極 管VT2的集電極，控制開關管的第二端為NPN型三極體VT2的發射極。優選地，所述開關管VTl為PNP型三極體，所述使得開關管VTl導通的控制電壓信 號為低電平。本實用新型實施例提供的PFC電路的電流浪湧抑制電路，解決了傳統在主功率回 路中串聯熱敏電阻的效率低、高溫情況下浪湧抑制電路不起作用、低溫情況下熱敏電阻阻 值過大造成的不起機的故障，同樣能夠解決了滿載不起機的故障。該電路結構簡單易於實 現，應用功率範圍寬，而且電路轉換效率高，大大提升了浪湧抑制電路的工作可靠性。
為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例 或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本 實用新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還 可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本實用新型提供的PFC電路的電流浪湧抑制電路的一個實施例的示意圖；圖2是本實用新型提供的PFC電路的電流浪湧抑制電路的另一個實施例的示意 圖。
具體實施方式
為使本實用新型實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本實用新 型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描 述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施 例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於 本實用新型保護的範圍。圖1是本實用新型提供的PFC電路的電流浪湧抑制電路的一個實施例的示意圖， 在圖1中，PFC電路包括一整流橋BR1、充電二極體D1、PFC電感Li、主開關管Q2、整流管D2 和輸出電容C2，其中，整流橋BRl的正輸出端與PFC電感Ll的一端和充電二極體Dl的陽極 連接，PFC電感Ll的另一端與主開關管Q2的一端(在圖1中為漏極)以及整流管D2的陽 極連接，主開關管Q2的另一端(在圖1中為源極)接地，PFC電路的電壓輸出端與濾波電 容C2的正極連接，濾波電容C2的負極接地，整流橋BRl的負輸出端接地。在圖1中除了上述PFC電路的基本組成部分外，其他部分為PFC電路的電流浪湧 抑制電路，在電流浪湧抑制電路中，晶閘管Ql的陽極和陰極分別於整流管D2的陰極和電路 的電壓輸出端連接。電阻Rl並聯在晶閘管Ql的陽極和陰極之間。還包括一控制開關管，該控制開關管的第一端通過限流電阻R2與晶閘管Ql的陽極連接，第二端與晶閘管Ql的控 制極連接，上述控制開關管的控制極與整流二極體D4的陰極連接，在控制開關管的控制極 和第二端之間並聯有濾波電容C4和放電電阻R4。在本實施例中，上述控制開關管採用N溝 道場效應管Q3，上述控制開關管的第一端為N溝道場效應管Q3的漏極，控制開關管的第二 端為N溝道場效應管Q3的源極，控制開關管的控制極為N溝道場效應管Q3的柵極。整流二極體D4的陽極與隔離變壓器Tl的副邊異名端4連接，隔離變壓器Tl的副 邊同名端3與控制開關管的第二端(在圖1中為N溝道場效應管Q3的源極)連接。隔離 變壓器Tl的原邊同名端1通過電容C3、電阻R3與方波信號發生器的信號輸出端連接，隔 離變壓器Tl的原邊異名端2接地。方波信號發生器的供電端通過開關管VTl與外部電源 Vcc連接，開關管VTl的控制端CONTROL在浪湧抑制電流逐漸減小時，輸入使得開關管VTl 導通的控制電壓信號。在本實施例中，上述開關管VTl採用PNP型三極體，當浪湧電流逐漸 減小時，向PNP型三極體的基極輸出低電平。當PFC電路上電後，電流通過充電二極體Dl和電阻Rl為電容C2充電，電阻Rl的 阻值可以根據交流側不同的浪湧電流要求靈活選擇。當入口的浪湧衝擊電流減小時，轉換 開關管VTl的控制端CONTROL為低電平，使得外部電源Vcc開始為方波信號發生器供電。 當方波信號發生器的輸出為高電平時，通過電阻R3、電容C3為隔離變壓器Tl儲能；當方波 信號發生器的輸出為低電平時，隔離變壓器Tl的副邊異名端4開始變為高電平，通過整流 二極體D4開始為濾波電容C4充電，經過幾個周期之後，電容C4的兩端電壓達到可以開啟 N溝道場效應管Q3時，N溝道場效應管Q3開始有阻斷狀態轉變為導通狀態，此時限流電阻 R2連接晶閘管Ql的一端的電壓高於晶閘管Ql的控制極的電壓，圖1中的R端電壓經過限 流電阻R2和N溝道場效應管Q3流入到晶閘管Ql的控制極，促使晶閘管Ql的由阻斷狀態 變為導通狀態，主功率電流短路R1，使電流通過晶閘管Ql流過，提高整機的效率，提高了電 路的可靠性。另外，在N溝道場效應管Q3的柵極和源極之間還可以並聯有穩壓管D3。設置穩 壓管D3是為了防止N溝道場效應管Q3的柵極相對源極的電壓過高而損壞N溝道場效應管 Q3。 當整機停止工作時，放電電阻R4立刻放掉濾波電容C4中儲存的電能，使N溝道場 效應管Q3恢復到阻斷狀態，為下次開機電流浪湧抑制做好準備。圖2為本實用新型提供的PFC電路的電流浪湧抑制電路的另一個實施例的示意 圖，與圖1中的電流浪湧抑制電路不同的是，圖2中的電流浪湧抑制電路中的控制開關管採 用NPN型三極體VT2，控制開關管的第一端為NPN型三極體VT2的集電極，控制開關管的第 二端為NPN型三極體VT2的發射極。除了上述區別以外，圖2中的電路與圖1中的電路的 其他組成部分都是基本相同的，圖2中的電流浪湧抑制電路的工作過程與圖1類似，這裡不 再贅述。需要說明的是，在圖1和圖2中，隔離變壓器Tl都是工作在反激狀態的，當然也可 以工作在正激的狀態下，其工作原理相同。以上所述僅是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技 術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和 潤飾也應視為本實用新型的保護範圍。
權利要求1.一種功率因數校正(PFC)電路的電流浪湧抑制電路，所述PFC電路包括整流橋BRl、 充電二極體D1、PFC電感Li、主開關管Q2、整流管D2和輸出電容C2，其特徵在於，所述電流 浪湧抑制電路包括晶閘管Q1，所述晶閘管Ql的陽極和陰極分別與整流管D2的陰極和電路 電壓輸出端連接，電阻Rl並聯在晶閘管Ql的陽極和陰極之間，還包括一控制開關管，所述 控制開關管的第一端通過限流電阻R2與晶閘管Ql的陽極連接，控制開關管的第二端與晶 閘管Ql的控制極連接，控制開關管的控制極與整流二極體D4的陰極連接，整流二極體D4 的陽極與隔離變壓器Tl的副邊異名端連接，隔離變壓器Tl的副邊同名端與控制開關管的 第二端連接，在控制開關管的控制極和第二端之間並聯有濾波電容C4和放電電阻R4，所述 隔離變壓器Tl的原邊同名端通過電容C3、電阻R3與方波信號發生器的信號輸出端連接，所 述隔離變壓器Tl的原邊異名端接地，所述方波信號發生器的供電端通過開關管VTl與外部 電源連接，所述開關管VTl的控制端在浪湧電流逐漸減小時輸入使得開關管VTl導通的控 制電壓信號。
2.根據權利要求1所述的功率因數校正電路的電流浪湧抑制電路，其特徵在於，所述 控制開關管為N溝道場效應管Q3，所述控制開關管的第一端為N溝道場效應管Q3的漏極， 控制開關管的第二端為N溝道場效應管Q3的源極，所述控制開關管的控制極為N溝道場效 應管Q3的柵極。
3.根據權利要求2所述的功率因數校正電路的電流浪湧抑制電路，其特徵在於，所述N 溝道場效應管Q3的柵極和源極之間還並聯有穩壓管D3。
4.根據權利要求1所述的功率因數校正電路的電流浪湧抑制電路，其特徵在於，所述 控制開關管為NPN型三極體VT2，控制開關管的第一端為NPN型三極體VT2的集電極，控制 開關管的第二端為NPN型三極體VT2的發射極。
5.根據權利要求1至4中任意一項所述的功率因數校正電路的電流浪湧抑制電路，其 特徵在於，所述開關管VTl為PNP型三極體，所述使得開關管VTl導通的控制電壓信號為低 電平。
專利摘要本實用新型提供一種功率因數校正電路的電流浪湧抑制電路，包括晶閘管Q1，電阻R1並聯在晶閘管Q1的陽極和陰極之間，還包括一控制開關管，所述控制開關管的第一端通過限流電阻R2與晶閘管Q1的陽極連接，控制開關管的第二端與晶閘管Q1的控制極連接，控制開關管的控制極與整流二極體D4的陰極連接，整流二極體D4的陽極與隔離變壓器T1的副邊異名端連接，隔離變壓器T1的副邊同名端與控制開關管的第二端連接，在控制開關管的控制極和第二端之間並聯有濾波電容C4和放電電阻R4，隔離變壓器T1的原邊同名端通過電容C3、電阻R3與方波信號發生器的信號輸出端連接，所述隔離變壓器T1的原邊異名端接地。
文檔編號H02H9/02GK201904614SQ201020685170
公開日2011年7月20日 申請日期2010年12月28日 優先權日2010年12月28日
發明者王建, 金祖敏 申請人:北京新雷能科技股份有限公司, 深圳市雷能混合集成電路有限公司