CN102122882B - 功率因素校正电路 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种功率因素校正电路，涉及功率因素校正领域，能够提高整流滤波电路的功率因素，且具有体较较小、成本较低、线路简单的特点。该功率因素校正电路包括至少两个电容，在充电时，所述至少两个电容相互串联，在放电时，所述至少两个电容相互并联。主要应用于功率因素校正。

Description

功率因素校正电路

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及功率因素校正电路。

背景技术

功率因素(Power Factor Correction，PFC)指的是有功功率与总功率之间的关系，也就是有效功率除以总功率的比值。功率因素可以衡量电力被有效利用的程度，功率因素值越大，代表其电力利用率越高。

开关电源是一种电容输入型电路，其电流和电压之间的相位差会造成无功功率的增加，降低了电能的利用率，此时便需要PFC电路提高功率因素。目前的PFC有两种，一种为被动式PFC(也称无源PFC)和主动式PFC(也称有源式PFC)。

无源PFC的实现方式可以为：在交流输入端加一个工频电感，利用电感电流的滞后特性抵消电容电流的超前特性，使得输入电流相位接近输入电压相位，从而提供功率因素，可以使功率因素达到0.75左右。

但是，由于工频电感体积大、较笨重，且成本较高，致使无源PFC的体积也较大、较笨重、成本高。

有源式PFC由电感电容及电子元器件组成，体积较大、通过专用IC控制的电源拓补去调整电流的波形，使得电流波形接近电压波形，从而提高功率因素。

有源式PFC可以达到较高的功率因素，通常可达到0.95以上，但成本较高，线路复杂。

发明内容

本发明的实施例提供的一种功率因素校正电路，能够提高电路的功率因素，且具有体较较小、成本较低、线路简单的特点。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一种功率因素校正电路，包括：第一充电二极管、第一放电二极管、第二放电二极管、第一电容和第二电容；

所述第一电容的电压正端与所述功率因素校正电路的输入端连接，所述第一电容的电压负端与所述第一充电二极管的正极连接，所述第一充电二极管的负极与所述第二电容的电压正端连接，所述第二电容的电压负端与所述功率因素校正电路的回路端连接；

所述第一放电二极管的正极分别与所述第一充电二极管的负极和所述第二电容的电压正端连接，所述第一放电二极管的负极分别与所述功率校正电路的输入端和输出端连接；

所述第二放电二极管的负极分别与所述第一电容的电压负端和所述第一充电二极管的正极连接，所述第二放电二极管的正极与所述功率校正电路的回路端连接。

一种功率因素校正电路，包括：第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第二充电二极管、第三充电二极管、第四充电二极管、第三放电二极管、第四放电二极管、第五放电二极管、第六放电二极管、第七放电二极管、第八放电二极管；

所述第三电容的电压正端与所述功率因素校正电路的输入端连接，所述第三电容的电压负端与所述第二充电二极管的正极连接，所述第二充电二极管的负极与所述第四电容的电压正端连接，所述第四电容的电压负端与所述第三充电二极管正极连接，所述第三充电二极管的负极与所述第五电容的电压正端连接，所述第五电容的电压负端与所述第四充电二极管的正极连接，所述第四充电二极管的负极与所述第六电容的电压正端连接，所述第六电容的电压负端与功率因素校正电路的回路端连接；

所述第三放电二极管的正极分别与所述第二充电二极管的负极和所述第四电容的电压正端连接；

所述第四放电二极管的正极分别与所述第三充电二极管的负极和所述第五电容的电压正端连接；

所述第五放电二极管的正极分别与所述第四充电二极管的负极和所述第六电容的电压正端连接；

所述第三放电二极管的负极、所述第四放电二极管的负极、所述第五放电二极管的负极分别与所述功率校正电路的输入端和输出端连接；

所述第六放电二极管的负极分别与所述第三电容的电压负端和所述第二充电二极管的正极连接；

所述第七放电二极管的负极分别与所述第四电容的电压负端和所述第三充电二极管的正极连接；

所述第八放电二极管的负极分别与所述第五电容的电压负端和所述第四充电二极管的正极连接；

所述第六放电二极管的正极、所述第七放电二极管的正极、所述第八放电二极管的正极分别与所述功率校正电路的回路端连接。

本发明实施例提供的功率因素校正电路，在充电的过程中，充电电路中包括至少两个串联的电容，电容的串联使该功率因素校正电路的整体电容容量变小，所以，能够增加交流电给该功率因素校正电路的充电时间，因此，能够提高整个电路的功率因素。

本发明实施例提供的功率因素校正电路，仅仅由至少两个电容和相应数量的二极管组成，具有体积较小、线路较简单、成本较低的特点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中功率因素校正电路的结构示意图；

图2为图1所示功率因素校正电路充电时的电流示意图；

图3为图1所示功率因素校正电路放电时的电流示意图；

图4为本发明实施例中功率因素校正电路应用示意图；

图5为本发明实施例中另一功率因素校正电路实施方式的结构图；

图6为图5所示的功率因素校正电路充电时的电流示意图；

图7为图5所示功率因素校正电路放电时的电流示意图；

图8为本发明实施例中功率因素校正电路的一实施例图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种功率因素校正电路，如图1所示，该功率因素校正电路包括：第一电容1、第二电容2、第一放电二极管3、第二放电二极管4，第一充电二极管5。该功率因素校正电路在充电时，其中的第一电容1、第二电容2相互串联，该功率因素校正电路在放电时，其中的第一电容1、第二电容2相互并联。

其中，所述第一电容1的电压正端与所述功率因素校正电路的输入端连接，所述第一电容1的电压负端与所述第一充电二极管5的正极连接，所述第一充电二极管5的负极与所述第二电容2的电压正端连接，所述第二电容2的电压负端与所述功率因素校正电路的回路端连接。

所述第一放电二极管的正极分别与所述第一充电二极管的负极和所述第二电容的电压正端连接，所述第一放电二极管的负极分别与所述功率校正电路的输入端和输出端连接。

所述第二放电二极管的负极分别与所述第一电容的电压负端和所述第一充电二极管的正极连接，所述第二放电二极管的正极与所述功率校正电路的回路端连接。

本实施例中电容的电压正端为电容上电势高的一端，电容的电压负端为电容上电势低的一端。

本实施例中的第一电容1和第二电容2的容量可以相等，当第一电容1和第二电容2的容量相等时，设第一电容1和第二电容2的容量为C。

在该功率因素校正电路充电时，电流方向如图2所示，第一电容1和第二电容2处于充电状态，由于二极管具有单向导电性，此时，第一放电二极管3和第二放电二极管4处于截止状态，电流不能通过，而只有第一充电二极管5此时处于导通状态，电流可以通过。所以第一电容和第二电容是串联的，因此该功率因素校正电路的整体电容变为C/2。降低了功率因素校正电路的容性，进而提高了整个电路的功率因素。

在该功率因素校正电路放电时，电流方向如图3所示，第一电容1和第二电容2处于放电状态，相当于两个电源，由于二极管具有单向导电性，此时，第一充电二极管5处于截止状态，第一放电二极管3和第二放电二极管4处于导通状态，且第一电容和第二放电二极管构成一个回路，第二电容和第一放电二极管构成一个回路，第一电容和第二电容是并联的，因此该功率因素校正电路的整体电容变为2C。由于增加了放电的电压，所以能够保证后级电源拓补的能量供给。

本实施例提供的功率因素校正电路，包括第一电容、第二电容两个电容和第一充电二极管、第一放电二极管、第二放电二极管三个二极管，具有体积较小、结构较简单、成本较低的特点。

本实施例提供的功率因素校正电路，在充电的过程中，充电电路中包括第一电容和第二电容两个串联的电容，电容的串联使该功率因素校正电路的整体电容容量变小，所以，能够增加交流电给该功率因素校正电路的充电时间，因此，能够提高整个电路的功率因素。

在应用时，如图4所示，可以在整流电路6和输出端之间设置有本实施例提供的功率因素校正电路7。

作为本实施例的一种改进，本发明实施例提供另一种功率因素电路，如图5所示，本实施例提供的功率因素校正电路包括：第三电容8、第四电容9、第五电容10、第六电容11、第二充电二极管12、第三充电二极管13、第四充电二极管14、第三放电二极管15、第四放电二极管16、第五放电二极管17、第六放电二极管18、第七放电二极管19、第八放电二极管20。

该功率因素校正电路在充电时，其中的第三电容8、第四电容9、第五电容10、第六电容11相互串联，该功率因素校正电路在放电时，其中的第三电容8、第四电容9、第五电容10、第六电容11相互并联。

其中，所述第三电容8的电压正端与所述功率因素校正电路的输入端连接，所述第三电容8的电压负端与所述第二充电二极管12的正极连接，所述第二充电二极管12的负极与所述第四电容9的电压正端连接，所述第四电容9的电压负端与所述第三充电二极管13正极连接，所述第三充电二极管13的负极与所述第五电容10的电压正端连接，所述第五电容10的电压负端与所述第四充电二极管14的正极连接，所述第四充电二极管14的负极与所述第六电容11的电压正端连接，所述第六电容11的电压负端与功率因素校正电路的回路端连接；

所述第三放电二极管15的正极分别与所述第二充电二极管12的负极和所述第四电容9的电压正端连接；

所述第四放电二极管16的正极分别与所述第三充电二极管13的负极和所述第五电容10的电压正端连接；

所述第五放电二极管17的正极分别与所述第四充电二极管14的负极和所述第六电容11的电压正端连接；

所述第三放电二极管15的负极、所述第四放电二极管16的负极、所述第五放电二极管17的负极分别与所述功率校正电路的输入端和输出端连接；

所述第六放电二极管18的负极分别与所述第三电容8的电压负端和所述第二充电二极管12的正极连接；

所述第七放电二极管19的负极分别与所述第四电容9的电压负端和所述第三充电二极管13的正极连接；

所述第八放电二极管20的负极分别与所述第五电容10的电压负端和所述第四充电二极管14的正极连接；

所述第六放电二极管18的正极、所述第七放电二极管19的正极、所述第八放电二极管20的正极分别与所述功率校正电路的回路端连接。

本实施例提供的功率因素校正电路，在充电的过程中，充电电路中包括四个串联的电容，电容的串联使该功率因素校正电路的整体电容容量变小，所以，能够增加交流电给该功率因素校正电路的充电时间，因此，能够提高整个电路的功率因素。

本实施例提供的功率因素校正电路，仅仅由四个电容和九个二极管组成，具有体积较小、结构较简单、成本较低的特点。

本发明实施例中所使用的电容，所述至少两个电容中的每个电容的容量可以相等。

本实施例提供的功率因素校正电路在充电过程中的电流方向，如图6中箭头方向所示，第三电容8、第四电容9、第五电容10、第六电容11、第二充电二极管12、第三充电二极管13、第四充电二极管14组成串联电路，输入电流依次通过第三电容8、第二充电二极管12、第四电容9、第三充电二极管13、第五电容10、第四充电二极管14、第六电容11，功率因素校正电路中的所有电容处于串联状态。

本实施例提供的功率因素校正电路在放电过程中的电流方向，如图7中箭头方向所示，每个电容作为一个电源进行放电，电流从放电电容出发通过放电二极管，经过负载，又经过放电二极管，最后回到放电电容，构成一个回路，功率因素校正电路中的所有电容处于并联状态。具体的，第三电容8、负载、第六放电二极管11以第三电容8为电源构成一个回路；第四电容9、第五放电二极管17、负载、第六放电二极管18以第四电容13为电源构成一个回路；第五电容10、第七放电二极管19、负载、第八放电极管20以第五电容10为电源构成一个回路；第六电容9、第一放电二极管10、负载以第六电容9为电源构成一个回路。

作为本发明实施例的一种实施方式，本发明实施例提供另一种功率因素校正电路，如图8所示，包括N个并联的图1所示的功率因素校正电路，N为大于等于2的自然数。

如果图中的每个电容的容量相等，则：在充电时，每个图1所示的功率因素校正电路的总电容容量为C/2。本实施例的功率因素校正电路总的电容容量为N*C/2，降低了功率因素校正电路的容性，进而提高了整个电路的功率因素。

在放电时，本实施例的功率因素校正电路中的电容都是并联的，因此该功率因素校正电路的整体电容容量变为2N*C。能够保证后级电源拓补的能量供给。

本实施例提供的功率因素校正电路，在充电的过程中，充电电路中电容的串联使该功率因素校正电路的整体电容容量变小，所以，能够增加交流电给该功率因素校正电路的充电时间，因此，能够提高整个电路的功率因素。

本实施例提供的功率因素校正电路，可以由较少电容和相应数量的二极管组成，具有体积较小、结构较简单、成本较低的特点。

作为本发明实施例的一种实施方式，本发明实施例提供另一种功率因素校正电路可以包括N个并联的图5所示的功率因素校正电路，N为大于等于2的自然数。

需要说明的是，上述实施例中提到的“第一”、“第二”……“第十二”等，是为了便于参考附图对该实施例进行的元件编号，上述实施例中提到的“第一”、“第二”……“第十二”等元件序号，并不会对权利要求构成限制。

通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助通用硬件的方式来实现。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (2)

1.一种功率因素校正电路，其特征在于，包括：第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第二充电二极管、第三充电二极管、第四充电二极管、第三放电二极管、第四放电二极管、第五放电二极管、第六放电二极管、第七放电二极管、第八放电二极管；

所述第三电容的电压正端与所述功率因素校正电路的输入端连接，所述第三电容的电压负端与所述第二充电二极管的正极连接,所述第二充电二极管的负极与所述第四电容的电压正端连接,所述第四电容的电压负端与所述第三充电二极管正极连接，所述第三充电二极管的负极与所述第五电容的电压正端连接，所述第五电容的电压负端与所述第四充电二极管的正极连接，所述第四充电二极管的负极与所述第六电容的电压正端连接，所述第六电容的电压负端与功率因素校正电路的回路端连接;

所述第三放电二极管的正极分别与所述第二充电二极管的负极和所述第四电容的电压正端连接；

所述第四放电二极管的正极分别与所述第三充电二极管的负极和所述第五电容的电压正端连接；

所述第五放电二极管的正极分别与所述第四充电二极管的负极和所述第六电容的电压正端连接；

所述第三放电二极管的负极、所述第四放电二极管的负极、所述第五放电二极管的负极分别与所述功率因素校正电路的输入端和输出端连接；

所述第六放电二极管的负极分别与所述第三电容的电压负端和所述第二充电二极管的正极连接；

所述第七放电二极管的负极分别与所述第四电容的电压负端和所述第三充电二极管的正极连接；

所述第八放电二极管的负极分别与所述第五电容的电压负端和所述第四充电二极管的正极连接；

所述第六放电二极管的正极、所述第七放电二极管的正极、所述第八放电二极管的正极分别与所述功率因素校正电路的回路端连接。

2.根据权利要求1所述的功率因素校正电路，其特征在于，在所述功率因素校正电路的输入端和所述功率因素校正电路的回路端串联有负载。

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