CN101297253A - 功率因数校正升压电路 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于功率因数校正电路的功率因数控制器。该功率因数控制器包括：第一输入端(VinSense)，用于接收功率因数校正电路的输入电压(Vin)；第二输入端(VoSense)，用于接收功率因数校正电路的输出电压(Vout)；以及可控电流源(VCC1)，其具有耦接至第一输入端的控制输入端和耦接至第二输入端的电流源输出端，其中所述可控电流源(VCC1)向第二输入端(VoSense)提供电流，该电流与输入电压成反比。

Description

功率因数校正升压电路
技术领域
本发明涉及功率因数校正。
背景技术
功率因数校正(PFC)电路被用来降低电源操作设备中的电源谐波。在许多情况下，PFC电路是一种开关模式电源升压变换器。该电路从电源(Vac)获取或多或少的正弦电流，并且其输出的电压典型地高于整流后的电源电压。为了优化PFC电路的效率，可使输出电源随输入电压而定；在低输入电压下，输出电压较低，在高电压下，输出电压较高。这被称为跟随升压(follow boost)PFC电路。
STMicroelectronics数据表L6563描述了PFC控制器。对于L6563的应用，参见该数据表中的图39和40。经由第一电阻分压器对输入电压进行测量，利用这个输入电压对输出电压进行调制。经由第二电阻分压器对输出电压进行测量。为了对输出电压进行调制，压控电流源从测量输出电压的管脚获取电流。在低输入电压下获取低电流，而在高输入电压下获取较高的电流。
发明内容
本发明的目的尤其是提供一种改进的功率因数校正电路。在独立权利要求中对本发明进行了定义。在从属权利要求中对有利实施例进行了定义。
本发明的第一方面涉及一种用于功率因数校正电路的功率因数控制器。该功率因数控制器包括：第一输入端，用于接收功率因数校正电路的输入电压；第二输入端，用于接收功率因数校正电路的输出电压；以及可控电流源，其具有耦接至第一输入端的控制输入端和耦接至第二输入端的电流源输出端，其中所述可控电流源向第二输入端提供电流，该电流与输入电压成反比。
通过参考下文中描述的实施例，本发明的这些和其它方面将得到说明并变得明显。
附图说明
在附图中：
图1示出了功率因数校正电路；以及
图2图示说明了根据本发明的功率因数校正电路的实施例。
具体实施方式
在图1的功率因数校正电路中，通过二极管桥D1、D2、D3、D4对输入电压Vac进行整流。整流后的输入电压Vin被提供至功率因数控制器的输入端。功率因数控制器控制开关S1(通常是场效应晶体管)。在输入电压终端Vin和场效应晶体管S1的漏极之间连接着线圈L1(作为选择，它可以是变压器的绕组)。在场效应晶体管S1的漏极和输出电压终端Vout之间连接着二极管D1。功率因数控制器的输出电压感应输入端与电压输出终端Vout连接。在输出电压终端之间连接着输出电容器Cbus。
在图2的实施例中，经由第一电阻分压器(由电阻器R3和R4组成)对输入电压Vin进行测量，用此输入电压Vin对输出电压Vout进行调制。经由第二电阻分压器(由电阻器R1和R2组成)对输出电压Vout进行测量，电阻器R1和R2两者之间的抽头被连接至PFC控制器IC的输入端VoSense。与现有技术相比，为了调制输出电压Vout，压控电流源VCCS1对测量输出电压的管脚VoSense提供电流(现有技术中是从管脚获取电流)。在高输入电压下，提供低电流，而在低输入电压下，提供较高的电流。输出电压Vout等于
Vout＝Vref2*(R1+R2)/R2+(VinSense-Vref1)*gm1*R1，其中
gm1是压控电流源VCCS1的跨导，以及
VinSense是过滤后的电压Vin*R4/(R3+R4)。为了获取正弦输入电流，通过与电阻器R4并联的电容器C1进行滤波。
本发明基于这样的认识，在STMicroelectronicsL6563数据表的图40所示的电路(现有技术)中，压控电流源的不可避免的不精确的影响在高输入电压(因此存在高输出电压)下变得最大。高输出电压下的不精确将要求具有较高额定电压的输出电容器。由于在整个PFC电路中这个电容器是一种典型的昂贵的元件，并且对于较高的额定电压，要使用较大的电容器，所以这个较高的额定电压将使得PFC电路更加昂贵且更大。
根据本发明，为了克服在高输入电压下由因数(VinSense-Vref1)*gm1*R1造成的不精确，我们可以使该因数在高输出电压下(接近)为0。因此，相对于L6563数据表的图40所示的现有技术的压控电流源，本发明的压控电流源VCCS1是反相的。同样，在本发明中，在高输入电压下提供低电流，而在低输入电压下提供较高的电流。对于高输入电压，由于在该时刻输出电流为零，所以压控电流源的不精确的影响可为零。在低输入电压下，压控电流源VCCS1的不精确的影响是最大的。但是，这将难以或者根本不会改变整个电源的成本。典型地，如现有技术STMicroelectronics L6563数据表的图4所示，PFC电路对第二转换器供电。如果最低的输入电压越不精确，那么第二转换器将越不昂贵。在高输入电压下，当VinSense＝Vref1时，输出电压Vout＝Vref2*(R1+R2)/R2。由于输出电压仅仅取决于Vref2(典型地，它的精度为1％内)、电阻器R1和R2，所以输出电压可以是很精确的。所以，在实施例中，高电源电压下的最小要求输出电压为400V，如现有技术STMicroelectronics L6563数据表的图47所示，根据本发明，在420V的电压以下表现良好的电容器留下了充足的安全裕度，所以，没有必要采用更加昂贵的在450V的电压以下表现良好的电容器。在本发明的一些实施例中可以取得的另一种优势在于，就所使用的电解质(electrolyte)而言，在420V的电压以下表现良好的电容器的质量比在450V的电压以下表现良好的电容器的质量好。
应该注意，上述实施例说明了而不是限制了本发明，并且本领域技术人员将能在不脱离所附权利要求的范围的情况下设计出多种替换实施例。概略“反比”并不要求线性关系；要求满足的仅仅在于，在高输入电压下提供低电流，而在低输入电压下提供较高的电流。在权利要求中，括号中的标号不应该被解释为限制权利要求。词语“包括”及类似词语的使用并不排除除了权利要求中所陈述的元素和步骤之外其它元素和步骤的存在。放在元素之前的冠词“一个”的使用并不排除多个该元素的存在。

Claims (2)

1.一种用于功率因数校正电路的功率因数控制器，所述功率因数控制器包括：
第一输入端(VinSense)，用于接收所述功率因数校正电路的输入电压(Vin)；
第二输入端(VoSense)，用于接收所述功率因数校正电路的输出电压(Vout)；
可控电流源(VCC1)，其具有耦接至所述第一输入端的控制输入端和耦接至所述第二输入端的电流源输出端，其中所述可控电流源(VCC1)向所述第二输入端(VoSense)提供电流，该电流与所述输入电压成反比；以及
输出端，用于提供控制信号。
2.一种功率因数校正电路，包括：
整流器(D1-D4)，用于对交流输入电压(Vac)进行整流以获取整流后的输入电压(Vin)；
电感元件(L1)，其与耦接在输入电压终端之间的可控开关(S1)串联；
输出电容器(Cbus)，其耦接在所述功率因数校正电路的输出终端之间；以及
如权利要求1所述的功率因数控制器，用于控制所述可控开关(S1)。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102664517A (zh) * 2012-05-08 2012-09-12 英飞特电子（杭州）有限公司 一种功率因数校正电路
CN103580467A (zh) * 2012-07-18 2014-02-12 欧司朗股份有限公司 功率因数校正电路及其控制方法、驱动装置和照明单元

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101558690A (zh) * 2006-12-12 2009-10-14 皇家飞利浦电子股份有限公司 用于操作气体放电灯的灯驱动器
US7888917B2 (en) * 2008-04-23 2011-02-15 Honeywell International Inc. Systems and methods for producing a substantially constant output voltage in a power source boost system
KR20110128830A (ko) * 2009-01-26 2011-11-30 제네바 클린테크 인코포레이티드 원격 디스플레이를 갖는 에너지 사용량 모니터링, 및 그래픽 사용자 인터페이스를 포함하는 기기의 자동 검출
US8674544B2 (en) * 2009-01-26 2014-03-18 Geneva Cleantech, Inc. Methods and apparatus for power factor correction and reduction of distortion in and noise in a power supply delivery network
US8098506B2 (en) * 2009-06-02 2012-01-17 Power Integrations, Inc. Single-stage power supply with power factor correction and constant current output
TWI399926B (zh) * 2010-05-17 2013-06-21 Richtek Technology Corp 適應性同步時脈移相產生電路及同步時脈移相產生方法
CN102545577B (zh) * 2010-12-23 2015-06-03 中国长城计算机深圳股份有限公司 一种功率因数校正电路、电源以及电子设备
WO2013188119A1 (en) * 2012-06-13 2013-12-19 Efficient Power Conversion Corporation Method for operating a non-isolated switching converter having synchronous rectification capability suitable for power factor correction applications

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6469917B1 (en) * 2001-08-16 2002-10-22 Green Power Technologies Ltd. PFC apparatus for a converter operating in the borderline conduction mode
AU2003201234A1 (en) * 2002-01-11 2003-07-24 Precisionh2 Inc. Power factor controller
US6946819B2 (en) * 2002-08-01 2005-09-20 Stmicroelectronics S.R.L. Device for the correction of the power factor in power supply units with forced switching operating in transition mode
ITMI20042004A1 (it) 2004-10-21 2005-01-21 St Microelectronics Srl "dispositivo per la correzione del fattore di potenza in alimentatori a commutazione forzata."

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102664517A (zh) * 2012-05-08 2012-09-12 英飞特电子（杭州）有限公司 一种功率因数校正电路
CN102664517B (zh) * 2012-05-08 2014-09-17 英飞特电子（杭州）股份有限公司 一种功率因数校正电路
CN103580467A (zh) * 2012-07-18 2014-02-12 欧司朗股份有限公司 功率因数校正电路及其控制方法、驱动装置和照明单元
CN103580467B (zh) * 2012-07-18 2017-08-25 欧司朗股份有限公司 功率因数校正电路及其控制方法、驱动装置和照明单元

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