高功率因數交/直變換器功率限制器的製作方法

2023-10-05 22:43:34

專利名稱：高功率因數交/直變換器功率限制器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種高功率因數DC/AC變換器功率限制電路。
對單相開關電源，目前基本採用平均值電流控制的升壓變換電路來提高輸入功率因數，同時穩定輸出電壓。請參考

圖1，其中L為升壓電感，D為輸出二極體，Q為高頻功率管、絕緣柵電晶體IGBT或場效應管MOSFET。
該變換器的主要不足為在輸入電壓低時前級功率管電流很大，極易損壞功率器件。
鑑於上述，本實用新型的目的是提供一種高功率因數交/直變換器功率限制電路，其在輸入電壓降低時可自動降低輸出功率，從而限制輸入電流，保護功率管。
為實現上述目的，本發明採用以下技術方案一種高功率因數交/直變換器功率限制器，包括由整流橋和濾波電容構成的整流濾波電路，整流橋的輸出串接升壓電感和輸出二極體，升壓電感後端至地之間並接功率管，其特徵在於整流濾波電路的輸出端經電壓反饋網絡接變換器控制晶片；電感前端與變換器控制晶片之間接電壓前饋網絡及電流波形給定網絡；整流橋的輸出迴路與變換器控制晶片之間接有電流反饋網絡；電壓前饋網絡與變換器控制晶片的連接處接功率限制設置網絡。
本實用新型的優點是1．由於設有與輸入電壓前饋網絡並接的功率限制設置網絡，故可在輸入電壓降低時自動限制其輸出功率；2．電路簡單、易於調整。
以下結合附圖和實施例詳細說明。
圖1為公知技術的電路圖；圖2為本實用新型的電路圖。
請參見圖2。本實用新型為一種高功率因數AC/DC變換器功率限制電路，它包括由整流橋和濾波電容C1、C2構成的整流濾波電路，整流橋的輸出串接升壓電感L和輸出二極體D，升壓電感L後端至地之間並接功率管Q，其特徵在於整流濾波電路的輸出端經電壓反饋網絡接變換器控制晶片IC1；電感前端與變換器控制晶片IC1之間接電壓前饋網絡及電流波形給定網絡；整流橋的輸出迴路與變換器控制晶片IC1之間接有電流反饋網絡；電壓前饋網絡與變換器控制晶片IC1的連接處接功率限制設置網絡。IC1可選用UC3854、UC3855等。其中電壓反饋網絡由電容C3和電阻R1、R2、R4構成，其中R1和R2串聯後並接在整流濾波電路的輸出端，其串聯點一路接IC1的11腳，另一路經R4C3並聯支路接IC1的7腳；電壓前饋網絡由電阻R7-R10、電容C7-C8構成，其中R7的一端接電感L前端，另一端經R8接地，C6與R8並聯，R9與R10串聯後再與R8並聯，C7與R10並聯，R9和R10的串聯點接IC1的8腳；電流波形給定網絡為接在電感L前端至IC1的6腳間的電阻R6；電流反饋網絡由電阻R3和R5、電容C4和C5構成，其中R3串接於整流橋的輸出迴路中，R3的前端一路接IC1的4腳，另一路經C5接IC1的3腳，R5和C4串聯後與C5並聯；功率限制設置網絡由電位器RP1、比較器IC2和隔離二極體D2構成，參考電壓Vref經電位器RP1接比較器IC2的一個輸入端，比較器IC2的輸出一路接其另一輸入端，另一路經隔離二極體D2接IC1的8腳。
上述電路可裝在一外殼中。
下面介紹其工作原理在輸入電壓正常時，隔離二極體D2陰極A點的電位高於其陽極B點的電位，功率限制設置網絡不起作用。變換器的輸入電流瞬時值Iin為Iin=KmIac(Vvce-1)Vff2]]>Km和電路有關的常數Iac輸入電流波形要求，其值與輸入電壓成正比Vvce輸出電壓反饋值，其與輸出電壓穩定有關，穩態時可認為是常數Vff輸入電壓有效值由上式可知輸入電流反比於輸入電壓，即在輸入電壓降低時，輸入電流增大，若不採取其它措施，極易使功率管失效。
當輸入電壓降低時，A點電位降低，一旦A點電位低於B點電位，則A點電位被B點電位箝位而成為常數，即Vff=常數，也即Iin=K*Iac為常數，其中，K=Km(Vvce-1)/VB2,VB為B點電壓，即輸入電流隨輸入電壓降低而降低，從而限制了輸入功率，保護了功率器件。
本實用新型可用於所有電流型控制升壓變換電路，包括AC/DC變換器、DC/DC變換器。
權利要求1．一種高功率因數交/直變換器功率限制器，包括由整流橋和濾波電容構成的整流濾波電路，整流橋的輸出串接升壓電感和輸出二極體，升壓電感後端至地之間並接功率管，其特徵在於整流濾波電路的輸出端經電壓反饋網絡接變換器控制晶片；電感前端與變換器控制晶片之間接電壓前饋網絡及電流波形給定網絡；整流橋的輸出迴路與變換器控制晶片之間接有電流反饋網絡；電壓前饋網絡與變換器控制晶片的連接處接功率限制設置網絡。
2．如權利要求1所述的高功率因數交/直變換器功率限制器，其特徵在於所述電壓反饋網絡由電容C3和電阻R1、R2、R4構成，其中電阻R1和R2串聯後並接在整流濾波電路的輸出端，其串聯點一路接變換器控制晶片的11腳，另一路經電阻R4電容C3並聯支路接變換器控制晶片的7腳；所述電壓前饋網絡由電阻R7-R10、電容C7-C8構成，其中電阻R7的一端接電感前端，另一端經電阻R8接地，電容C6與電阻R8並聯，電阻R9與電阻R10串聯後再與電阻R8並聯，電容C7與電阻R10並聯，電阻R9和電阻R10的串聯點接變換器控制晶片的8腳；所述電流波形給定網絡為接在電感前端至變換器控制晶片的6腳間的電阻；所述電流反饋網絡由電阻R3和R5、電容C4和C5構成，其中電阻R3串接於整流橋的輸出迴路中，電阻R3的前端一路接變換器控制晶片的4腳，另一路經電容C5接變換器控制晶片的3腳，電阻R5和電容C4串聯後與電容C5並聯；所述功率限制設置網絡由電位器、比較器和隔離二極體構成，參考電壓經電位器接比較器的一個輸入端，比較器的輸出一路接其另一輸入端，另一路經隔離二極體接變換器控制晶片的8腳。
專利摘要用於電流型控制升壓變換電路的高功率因數交/直變換器功率限制器包括整流濾波電路,整流橋的輸出串接升壓電感和輸出二極體,升壓電感後端至地之間並接功率管,整流濾波電路的輸出端經電壓反饋網絡接變換器控制晶片;電感前端與變換器控制晶片之間接電壓前饋網絡及電流波形給定網絡;整流橋的輸出迴路與變換器控制晶片之間接有電流反饋網絡;電壓前饋網絡與變換器控制晶片的連接處接功率限制設置網絡。由於設有與輸入電壓前饋網絡並接的功率限制設置網絡,故可在輸入電壓降低時自動限制其輸出功率。
文檔編號H02J3/18GK2450822SQ0024578
公開日2001年9月26日 申請日期2000年8月10日 優先權日2000年8月10日
發明者杜中義 申請人:北京通力環電氣有限公司