CN103178704A - 一种适用于峰值电流控制的功率因数补偿电路 - Google Patents

一种适用于峰值电流控制的功率因数补偿电路 Download PDF

Info

Publication number
CN103178704A
CN103178704A CN2011104309449A CN201110430944A CN103178704A CN 103178704 A CN103178704 A CN 103178704A CN 2011104309449 A CN2011104309449 A CN 2011104309449A CN 201110430944 A CN201110430944 A CN 201110430944A CN 103178704 A CN103178704 A CN 103178704A
Authority
CN
China
Prior art keywords
power factor
current
factor compensation
signal
main switch
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2011104309449A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103178704B (zh
Inventor
葛良安
姚晓莉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Inventronics Hangzhou Co Ltd
Original Assignee
Led One Hangzhou Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Led One Hangzhou Co Ltd filed Critical Led One Hangzhou Co Ltd
Priority to CN201110430944.9A priority Critical patent/CN103178704B/zh
Priority to PCT/CN2012/076971 priority patent/WO2013091358A1/zh
Publication of CN103178704A publication Critical patent/CN103178704A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103178704B publication Critical patent/CN103178704B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/42—Circuits or arrangements for compensating for or adjusting power factor in converters or inverters
    • H02M1/4208—Arrangements for improving power factor of AC input
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0003—Details of control, feedback or regulation circuits
    • H02M1/0009—Devices or circuits for detecting current in a converter
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/42—Circuits or arrangements for compensating for or adjusting power factor in converters or inverters
    • H02M1/4208—Arrangements for improving power factor of AC input
    • H02M1/4291—Arrangements for improving power factor of AC input by using a Buck converter to switch the input current
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P80/00—Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
    • Y02P80/10—Efficient use of energy, e.g. using compressed air or pressurized fluid as energy carrier

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Abstract

本发明提供一种适用于峰值电流控制的功率因数补偿电路，电路中主开关管的电流峰值不随输入电压变化，包括：驱动控制模块、电流控制模块和功率因数补偿模块；电流控制模块，用于控制主电路中的主开关管的电流；驱动控制模块，用于根据电流控制模块发送的信号控制主开关管的开关状态；功率因数补偿模块，用于采样输入电压Vdc、或采样主电路中的主开关管的驱动信号、或采样主开关管的电流信号；将采样信号补偿至电流控制模块中，以使主开关管的电流峰值增大，且使主开关管的电流峰值增大量在输入电压Vdc峰值时最大，在输入电压Vdc过零时最小。本发明可以改善输入电流的波形，这样使输入电流的波形畸变程度降低，使电路的功率因数得以提高。

Description

一种适用于峰值电流控制的功率因数补偿电路
技术领域
本发明涉及功率因数补偿技术领域，特别涉及一种适用于峰值电流控制的功率因数补偿电路。
背景技术
参见图1，该图为现有技术中的峰值电流控制电路的原理图。
在电流控制模块100中，通过采样电阻Rs采样主电路300中的开关管S1的电流，该电流在Rs上形成电压Vs。
Vs输入集成运放(或比较器)U1的反相输入端，控制信号Vr输入集成运放(或比较器)U1的同相输入端，且该控制信号Vr与输入电压Vdc不相关；U1将Vs与Vr进行比较，当Vs的峰值等于Vr时，U1输出信号给驱动控制模块200，使驱动控制模块200输出的驱动信号关断开关管S1。
在上述电路中，由于控制开关管S1关断的信号是通过控制开关管S1的电流峰值而实现的，因此，这种控制方式称为峰值电流控制。
通过控制开关管S1的电流峰值的控制方式，来实现对电路输出电流Io的控制。在峰值电流控制电路中，开关管S1的电流采样信号Vs和控制信号Vr的波形图如图2所示的。
其中，开关管S1的电流信号的斜率与输入电压Vdc有关，即：输入电压Vdc的瞬时值高时，电流信号的斜率大；输入电压Vdc的瞬时值低时，电流信号的斜率小。
由于开关管S1的电流采样信号Vs的峰值等于控制信号Vr，而控制信号Vr的幅值不随输入电压Vdc的变化而变化，同时，根据该电流信号的斜率与输入电压Vdc的关系，可以得到：当输入电压Vdc的瞬时值高时，电流信号斜率较大，S1的导通时间Ton较小；反之，当输入电压Vdc的瞬时值低时，电流信号斜率较小，S1的导通时间Ton较大。而开关管S1的关断时间Toff与输入电压Vdc不相关。
输入电流Iin为开关管S1的平均电流，当主电路输出功率恒定时，输入电流Iin与输入电压Vdc的波形如图3所示。
从图3中可以看出，在Vdc峰值附近，Iin的波形反而是凹下去的，峰值电流控制电路中的输入电流Iin的波形不跟随输入电压Vdc的波形，因此，该电路的功率因数也较低。
综上所述，如何提高现有技术中的峰值电流控制电路中的功率因数是本领域技术人员需要解决的技术问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种适用于峰值电流控制的功率因数补偿电路，可以提高峰值电流控制电路的功率因数。
本发明提供一种适用于峰值电流控制的功率因数补偿电路，该峰值电流控制的功率因数补偿电路中主开关管的电流峰值，不随输入电压的变化而变化，包括：驱动控制模块、电流控制模块和功率因数补偿模块；
所述电流控制模块，用于控制主电路中的主开关管的电流；
所述驱动控制模块，用于根据电流控制模块发送的信号控制主开关管的开关状态；
所述功率因数补偿模块，用于采样输入电压Vdc、或者采样主电路中的主开关管的驱动信号、或者采样主开关管的电流信号；将采样信号补偿至所述电流控制模块中，以使主开关管的电流峰值增大，且使主开关管的电流峰值增大量在输入电压Vdc峰值时最大，在输入电压Vdc过零时最小。
优选地，当功率因数补偿模块用于采样主电路中开关管的驱动信号、或采样主开关管的电流信号时，所述将采样信号补偿至所述电流控制模块中，具体是指：
所述功率因数补偿模块将采样信号进行滤波，并输入至所述电流控制模块中。
优选地，当所述功率因数补偿模块采样主开关管的驱动信号时，所述功率因数补偿模块包括：第一电阻和第一电容；
所述第一电阻的一端连接所述驱动控制模块的输出端，所述第一电阻的另一端通过第一电容接地；
所述第一电阻和第一电容的公共端作为功率因数补偿模块的输出端连接所述电流控制模块。
优选地，当功率因数补偿模块用于采样主电路中开关管的驱动信号、或采样主开关管的电流信号时，所述将采样信号补偿至所述电流控制模块中，具体是指：
所述功率因数补偿模块将采样信号进行滤波和隔直处理，并输入至所述电流控制模块中。
优选地，当所述功率因数补偿模块采样主开关管的驱动信号时，所述功率因数补偿模块包括：第一电阻、第一电容和第二电容；
所述第一电阻的一端连接所述驱动控制模块的输出端，所述第一电阻的另一端通过第一电容接地，同时所述第一电阻的另一端连接第二电容的一端，第二电容的另一端作为功率因数补偿模块的输出端连接所述电流控制模块。
优选地，所述电流控制模块包括：第一采样电阻、第三电阻和运算放大器；
所述主开关管的一端通过所述第一采样电阻接地，通过检测第一采样电阻上的电压获得主开关管的电流信号；
所述运算放大器的同相输入端连接控制信号；运算放大器的反相输入端通过第一采样电阻接地；同时，运算放大器的反相输入端通过第三电阻连接所述功率补偿模块的输出端；
所述运算放大器的输出端连接所述驱动控制模块；
当所述运算放大器的反相输入端的信号等于所述同相输入端的控制信号时，所述驱动控制模块输出驱动信号关断所述主开关管。
优选地，当功率因数补偿模块采样输入电压Vdc时，所述将采样信号补偿至所述电流控制模块中，具体是指：
所述功率因数补偿模块将采样信号直接输入至所述电流控制模块中。
优选地，当所述功率因数补偿模块采样输入电压Vdc时，所述电流控制模块包括：第一采样电阻、第二电阻、第四电阻和运算放大器；
所述主开关管的一端通过所述第一采样电阻接地，通过检测第一采样电阻上的电压获得主开关管的电流信号；
所述运算放大器的反相输入端通过第一采样电阻接地；运算放大器的同相输入端通过第四电阻连接控制信号，同时运算放大器的同相输入端通过第二电阻连接功率因数补偿模块的输出端；
所述运算放大器的输出端连接所述驱动控制模块；
当所述运算放大器的同相输入端的信号等于所述反相输入端的信号时，所述驱动控制模块输出驱动信号关断所述主开关管。
优选地，所述功率因数补偿模块包括：第五电阻和第六电阻；
所述第五电阻和第六电阻串联后，与输入电压Vdc并联；
所述第五电阻和第六电阻的公共端作为功率因数补偿模块的输出端。
优选地，当所述功率因数补偿模块采样主开关管的电流信号时，还包括与所述主开关管串联的第二采样电阻，所述功率因数补偿模块的两个输入端分别连接第二采样电阻的两端，以采样主开关管的电流信号；
所述电流控制模块包括：第一采样电阻、第三电阻和运算放大器；
所述主开关管的一端通过所述第一采样电阻接地，通过检测第一采样电阻上的电压获得主开关管的电流信号；
所述运算放大器的同相输入端连接控制信号；运算放大器的反相输入端通过第一采样电阻接地；同时，运算放大器的反相输入端通过第三电阻连接所述功率因数补偿模块的输出端；
所述运算放大器的输出端连接所述驱动控制模块；
当所述运算放大器的同相输入端的控制信号等于所述反相输入端的信号时，所述驱动控制模块输出驱动信号关断所述主开关管。
优选地，所述主电路为隔离型电路或非隔离型电路。
优选地，所述主电路为Buck电路，包括：续流二极管、电感和所述主开关管；
所述主开关管的一端连接续流二极管的阳极，续流二极管的阴极连接输入电压Vdc的正端和输出电压的正端，主开关管的另一端通过第一采样电阻接地；
所述续流二极管的阳极通过所述电感连接输出电压的负端。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明提供的适用于峰值电流控制的功率因数补偿电路，通过补偿主开关管的电流，以使主开关管的电流峰值增大，且使峰值增大量在Vdc峰值时最大，在Vdc过零时最小。这样，可以改善输入电流的波形，使输入电流的波形在Vdc峰值附近尽量不是凹进去的，而填补了现有技术中凹进去的部分。这样使输入电流的波形畸变程度降低，使电路的功率因数得以提高。
附图说明
图1是现有技术中的峰值电流控制电路的原理图；
图2是图1中开关管的电流采样信号Vs和控制信号Vr的波形图；
图3是图1中输入电流Iin与输入电压Vdc的波形图；
图4是本发明提供的适用于峰值电流控制的功率因数补偿电路实施例一示意图；
图5是本发明提供的适用于峰值电流控制的功率因数补偿电路实施例二示意图；
图6是图5提供的实施例对应的波形图；
图7是本发明提供的适用于峰值电流控制的功率因数补偿电路实施例三示意图；
图8是本发明提供的适用于峰值电流控制的功率因数补偿电路实施例四示意图；
图9是本发明提供的适用于峰值电流控制的功率因数补偿电路实施例五示意图；
图10是本发明提供的适用于峰值电流控制的功率因数补偿电路实施例六示意图；
图11是图10对应的波形图；
图12是本发明提供的适用于峰值电流控制的功率因数补偿电路实施例七示意图；
图13是本发明提供的适用于峰值电流控制的功率因数补偿电路实施例八示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
参见图4，该图为本发明提供的适用于峰值电流控制的功率因数补偿电路实施例一示意图。
本发明提供的适用于峰值电流控制的功率因数补偿电路，该峰值电流控制的功率因数补偿电路中主开关管的电流峰值，不随输入电压的变化而变化，包括：主电路300、驱动控制模块200、电流控制模块100和功率因数补偿模块400；
所述电流控制模块100，用于控制主电路中的主开关管的电流；
所述驱动控制模块200，用于根据电流控制模块100发送的信号控制主开关管的开关状态；
所述功率因数补偿模块400，用于采样输入电压Vdc、或者采样主电路中的主开关管的驱动信号、或者采样主开关管的电流信号；将采样信号补偿至所述电流控制模块100中，以使主开关管的电流峰值增大，且使主开关管的电流峰值增大量在输入电压Vdc峰值时最大，在输入电压Vdc过零时最小。
本发明通过补偿主开关管的电流，以使主开关管的电流峰值增大，且使峰值增大量在Vdc峰值时最大，在Vdc过零时最小。这样，可以改善输入电流的波形，使输入电流的波形在Vdc峰值附近尽量不是凹进去的，而填补了现有技术中凹进去的部分。这样使输入电流的波形畸变程度降低，使电路的功率因数得以提高。
此处，需要说明的是，本发明中的输入电压Vdc为正弦交流电压Vin经整流后的波形，即Vdc与正弦交流电压Vin同相位，Vdc的频率为Vin频率的两倍。通常，如果正弦交流电压Vin为50Hz电网电压，则输入电压Vdc为100Hz的正弦半波电压。
下面结合具体电路图一一介绍本发明提供的功率因数补偿电路的工作原理。
参见图5，该图为本发明提供的适用于峰值电流控制的功率因数补偿电路实施例二示意图。
本实施例提供的功率因数补偿电路，其中功率因数补偿模块400用于采样主开关管S1的驱动信号。
所述电流控制模块100包括：第一采样电阻Rs1、第三电阻R3和运算放大器U1；
所述主开关管S1的一端通过所述第一采样电阻Rs1接地(本发明中所提及的“地”为参考信号端，也即整流桥BD的输出负端)，通过检测第一采样电阻Rs1上的电压获得主开关管S1的电流信号；
所述运算放大器U1的同相输入端连接控制信号Vr；运算放大器U1的反相输入端通过第一采样电阻Rs1接地；同时，运算放大器U1的反相输入端通过第三电阻R3连接所述功率补偿模块400的输出端；
所述运算放大器U1的输出端连接所述驱动控制模块200；
当所述运算放大器U1的反相输入端的信号Vs′等于所述同相输入端的控制信号Vr时，所述驱动控制模块200输出驱动信号关断所述主开关管S1。
其中，Vs′是Rs1上的电压和功率补偿模块400的输出信号Vxi在R3上的电压的叠加。
功率补偿模块400的主要功能是将驱动控制模块200输出的驱动信号进行滤波。
由于Rs1上的电压叠加Vxi后输入到U1的反相输入端，因此，对于主开关管S1的电流信号，在输入电压Vdc峰值附近补偿量Vxi最小，主开关管S1的电流信号的峰值增大量最大，而在输入电压Vdc过零附近补偿量Vxi最大，主开关管S1的峰值增大量最小，也即，输入电流Iin′比补偿前的输入电流Iin的增大量ΔIin在输入电压Vdc的峰值附近最大，在Vdc的过零附近最小，波形图如图6所示。
参见图7，该图为本发明提供的适用于峰值电流控制的功率因数补偿电路实施例三示意图。
图7是在图5的基础上具体化了功率因数补偿模块400的具体结构。
当所述功率因数补偿模块400采样主开关管的驱动信号时，所述功率因数补偿模块400包括：第一电阻R1和第一电容C1；
所述第一电阻R1的一端连接所述驱动控制模块200的输出端，所述第一电阻R1的另一端通过第一电容C1接地；
所述第一电阻R1和第一电容C1的公共端作为功率因数补偿模块400的输出端连接所述电流控制模块100。
功率因数补偿模块400中的R1和C1将驱动控制模块200输出的驱动信号进行滤波后，输送给电流控制模块100中。
参见图8，该图为本发明提供的适用于峰值电流控制的功率因数补偿电路实施例四示意图。
图8是在图5的基础上具体化了功率因数补偿模块400的具体结构。
当所述功率因数补偿模块400采样主开关管的驱动信号时，所述功率因数补偿模块400包括：第一电阻R1、第一电容C1和第二电容C2；
所述第一电阻R1的一端连接所述驱动控制模块200的输出端，所述第一电阻R1的另一端通过第一电容C1接地，同时所述第一电阻R1的另一端连接第二电容C2的一端，第二电容C2的另一端作为功率因数补偿模块400的输出端连接所述电流控制模块100。
功率因数补偿模块400中的R1和C1将驱动控制模块200输出的驱动信号进行滤波后，再经过C2对滤波后的信号进行隔直处理，输送给电流控制模块100中。经过隔直处理，不需要改变原电路中其他元件的参数，滤波隔直电路可以直接作用于电流控制模块100中。
图5、图7和图8所示的实施例均是功率因数补偿模块400检测驱动控制模块200输出的驱动信号，即检测主开关管S1的驱动信号。
下面介绍功率因数补偿模块采样主开关管的电流信号的实施例。
参见图9，该图为本发明提供的适用于峰值电流控制的功率因数补偿电路实施例五示意图。
当所述功率因数补偿模块400采样主开关管S1的电流信号时，还包括与所述主开关管S1串联的第二采样电阻Rs2，所述功率因数补偿模块400的两个输入端分别连接第二采样电阻Rs2的两端，以采样主开关管S1的电流信号；
所述电流控制模块100包括：第一采样电阻Rs1、第三电阻R3和运算放大器U12
所述主开关管S1的一端通过所述第一采样电阻Rs1接地，通过检测第一采样电阻Rs1上的电压获得主开关管S1的电流信号；
所述运算放大器U1的同相输入端连接控制信号Vr；运算放大器U1的反相输入端通过第一采样电阻Rs1接地；同时，运算放大器U1的反相输入端通过第三电阻R3连接所述功率因数补偿模块400的输出端；
所述运算放大器U1的输出端连接所述驱动控制模块200；
当所述运算放大器U1的反相输入端的信号等于所述同相输入端的控制信号Vr时，所述驱动控制模块200输出驱动信号关断所述主开关管S1。
本实施例中，功率因数补偿模块400对采样的S1的电流信号进行滤波，并将滤波后的信号Vxi作为输出信号输送到电流控制模块100。
由于主开关管S1中的电流采样信号滤波后的信号与主开关管S1的驱动信号滤波后的信号相似，因此，本实施例的工作原理与图5所示实施例的工作原理相同，在此不再赘述。
下面介绍功率因数补偿模块采样主开关管的电流信号的实施例。
参见图10，该图为本发明提供的适用于峰值电流控制的功率因数补偿电路实施例六示意图。
当所述功率因数补偿模块400采样输入电压Vdc时，所述电流控制模块100包括：第一采样电阻Rs1、第二电阻R2、第四电阻R4和运算放大器U1；
所述主开关管S1的一端通过所述第一采样电阻Rs1接地，通过检测第一采样电阻Rs1上的电压获得主开关管S1的电流信号；
所述运算放大器U1的反相输入端通过第一采样电阻Rs1接地；运算放大器U1的同相输入端通过第四电阻R4连接控制信号Vr，同时运算放大器U1的同相输入端通过第二电阻R2连接功率因数补偿模块400的输出端；
所述运算放大器U1的输出端连接所述驱动控制模块200；
当所述运算放大器U1的同相输入端的信号等于所述反相输入端的信号时，所述驱动控制模块200输出驱动信号关断所述主开关管S1。
在U1的正相输入端得到新的控制信号Vr′，等于原控制信号Vr与功率因数补偿模块400的输出信号Vxi的叠加。原控制信号Vr不随输入电压Vdc的变化而变化，而功率因数补偿模块400的输出信号Vxi为输入电压Vdc的采样值，两者叠加后，使输入到U1正相输入端的新控制信号Vr′比原控制信号Vr大(在图11中Vr为虚线，Vr′为实线)，且其增大量ΔVr在输入电压Vdc的峰值附近最大，在Vdc过零附近最小。
输入电流Iin为主开关管S1电流的平均值，由于电流峰值的控制信号Vr的变化使输入电流也随之变化，即输入电流由Iin升高为Iin′(在图11中Iin为虚线，Iin′为实线)，且在在输入电压Vdc峰值附近ΔIin最大，在Vdc过零附近ΔIin最小，参见图11，该图为图10对应波形图。
参见图12，该图为本发明提供的适用于峰值电流控制的功率因数补偿电路实施例七示意图。
本实施例是在图10所示实施例的基础上，具体化了所述功率因数补偿模块400的内部结构，包括：第五电阻R5和第六电阻R6；
所述第五电阻R5和第六电阻R6串联后，与输入电压Vdc并联；
所述第五电阻R5和第六电阻R6的公共端作为功率因数补偿模块400的输出端。
需要说明的是，以上实施例中的所述主电路可以为隔离型电路或非隔离型电路。
下面以所述主电路为非隔离型的Buck电路为例进行说明。
参见图13，该图为本发明提供的适用于峰值电流控制的功率因数补偿电路实施例八示意图。
本实施例提供的Buck电路包括：续流二极管D4、电感L和所述主开关管S1；
所述主开关管S1的一端连接续流二极管D4的阳极，续流二极管D4的阴极连接输入电压Vdc的正端和输出电压Vo的正端，主开关管S1的另一端通过第一采样电阻Rs1接地；
所述续流二极管D4的阳极通过所述电感L连接输出电压Vo的负端。
当主电路的电流控制方式为峰值电流控制、且临界控制模式时(输入电流Iin的波形为图2所示的电流波形)，本发明提供的适用于峰值电流控制的功率因数补偿电路在该控制模式下，电路的功率因数提高更为明显。
其中，所述峰值电流控制是指：主开关管S1的关断时刻，是当主开关管S1中的电流采样信号的峰值等于控制信号Vr的时刻。
而临界控制模式是指：主开关管S1的导通时刻，是当续流二极管D4或电感L的电流降为零的时刻。
在峰值电流控制模式下，主开关管S1的导通时间Ton在输入电压Vdc的峰值附近最小，Vdc过零附近最大；
在临界模式控制下，由于电感电流的下降速度只与输出电压Vo有关，在输出电压Vo不变的情况下，主开关管S1的关断时间Toff(也是续流二极管D4的导通时间)恒定不变；
主开关管S1的占空比D＝Ton/(Ton+Toff)＝1-Toff/(Ton+Toff)，输入电流Iin＝D*Ism/2，(其中，Ism为主开关管S1的电流峰值，Ism*Rs＝Vs)，由于主开关管S1的电流峰值Ism不变，在输入电压Vdc的峰值附近，主开关管的电流斜率最大，其对应的Ton最小，占空比D最小，因此，输入电流Iin最小。
当输入电压Vdc大于输出电压Vo，在过零附近Buck电路开始工作时，主开关管S1的占空比D最大，输入电流Iin最大。
优选地，以上实施例中的控制信号Vr可以为预定的一个基准电压信号，或者为与输出信号相关的电压信号。
需要说明的是，以上实施例中电流控制模块100中的运算放大器U1可以为普通的集成运算放大器，也可以为比较器。
需要说明的是，以上实施例中峰值电流控制的最终目的是用于控制主电路的输出电流Io。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (12)

1.一种适用于峰值电流控制的功率因数补偿电路，该峰值电流控制的功率因数补偿电路中主开关管的电流峰值，不随输入电压的变化而变化，其特征在于，包括：驱动控制模块、电流控制模块和功率因数补偿模块；
所述电流控制模块，用于控制主电路中的主开关管的电流；
所述驱动控制模块，用于根据电流控制模块发送的信号控制主开关管的开关状态；
所述功率因数补偿模块，用于采样输入电压Vdc、或者采样主电路中的主开关管的驱动信号、或者采样主开关管的电流信号；将采样信号补偿至所述电流控制模块中，以使主开关管的电流峰值增大，且使主开关管的电流峰值增大量在输入电压Vdc峰值时最大，在输入电压Vdc过零时最小。
2.根据权利要求1所述的适用于峰值电流控制的功率因数补偿电路，其特征在于，当功率因数补偿模块用于采样主电路中开关管的驱动信号、或采样主开关管的电流信号时，所述将采样信号补偿至所述电流控制模块中，具体是指：
所述功率因数补偿模块将采样信号进行滤波，并输入至所述电流控制模块中。
3.根据权利要求2所述的适用于峰值电流控制的功率因数补偿电路，其特征在于，当所述功率因数补偿模块采样主开关管的驱动信号时，所述功率因数补偿模块包括：第一电阻和第一电容；
所述第一电阻的一端连接所述驱动控制模块的输出端，所述第一电阻的另一端通过第一电容接地；
所述第一电阻和第一电容的公共端作为功率因数补偿模块的输出端连接所述电流控制模块。
4.根据权利要求1所述的适用于峰值电流控制的功率因数补偿电路，其特征在于，当功率因数补偿模块用于采样主电路中开关管的驱动信号、或采样主开关管的电流信号时，所述将采样信号补偿至所述电流控制模块中，具体是指：
所述功率因数补偿模块将采样信号进行滤波和隔直处理，并输入至所述电流控制模块中。
5.根据权利要求4所述的适用于峰值电流控制的功率因数补偿电路，其特征在于，当所述功率因数补偿模块采样主开关管的驱动信号时，所述功率因数补偿模块包括：第一电阻、第一电容和第二电容；
所述第一电阻的一端连接所述驱动控制模块的输出端，所述第一电阻的另一端通过第一电容接地，同时所述第一电阻的另一端连接第二电容的一端，第二电容的另一端作为功率因数补偿模块的输出端连接所述电流控制模块。
6.根据权利要求3或5所述的适用于峰值电流控制的功率因数补偿电路，其特征在于，所述电流控制模块包括：第一采样电阻、第三电阻和运算放大器；
所述主开关管的一端通过所述第一采样电阻接地，通过检测第一采样电阻上的电压获得主开关管的电流信号；
所述运算放大器的同相输入端连接控制信号；运算放大器的反相输入端通过第一采样电阻接地；同时，运算放大器的反相输入端通过第三电阻连接所述功率补偿模块的输出端；
所述运算放大器的输出端连接所述驱动控制模块；
当所述运算放大器的反相输入端的信号等于所述同相输入端的控制信号时，所述驱动控制模块输出驱动信号关断所述主开关管。
7.根据权利要求1所述的适用于峰值电流控制的功率因数补偿电路，其特征在于，当功率因数补偿模块采样输入电压Vdc时，所述将采样信号补偿至所述电流控制模块中，具体是指：
所述功率因数补偿模块将采样信号直接输入至所述电流控制模块中。
8.根据权利要求7所述的适用于峰值电流控制的功率因数补偿电路，其特征在于，当所述功率因数补偿模块采样输入电压Vdc时，所述电流控制模块包括：第一采样电阻、第二电阻、第四电阻和运算放大器；
所述主开关管的一端通过所述第一采样电阻接地，通过检测第一采样电阻上的电压获得主开关管的电流信号；
所述运算放大器的反相输入端通过第一采样电阻接地；运算放大器的同相输入端通过第四电阻连接控制信号，同时运算放大器的同相输入端通过第二电阻连接功率因数补偿模块的输出端；
所述运算放大器的输出端连接所述驱动控制模块；
当所述运算放大器的同相输入端的信号等于所述反相输入端的信号时，所述驱动控制模块输出驱动信号关断所述主开关管。
9.根据权利要求8所述的适用于峰值电流控制的功率因数补偿电路，其特征在于，所述功率因数补偿模块包括：第五电阻和第六电阻；
所述第五电阻和第六电阻串联后，与输入电压Vdc并联；
所述第五电阻和第六电阻的公共端作为功率因数补偿模块的输出端。
10.根据权利要求1所述的适用于峰值电流控制的功率因数补偿电路，其特征在于，当所述功率因数补偿模块采样主开关管的电流信号时，还包括与所述主开关管串联的第二采样电阻，所述功率因数补偿模块的两个输入端分别连接第二采样电阻的两端，以采样主开关管的电流信号；
所述电流控制模块包括：第一采样电阻、第三电阻和运算放大器；
所述主开关管的一端通过所述第一采样电阻接地，通过检测第一采样电阻上的电压获得主开关管的电流信号；
所述运算放大器的同相输入端连接控制信号；运算放大器的反相输入端通过第一采样电阻接地；同时，运算放大器的反相输入端通过第三电阻连接所述功率因数补偿模块的输出端；
所述运算放大器的输出端连接所述驱动控制模块；
当所述运算放大器的同相输入端的控制信号等于所述反相输入端的信号时，所述驱动控制模块输出驱动信号关断所述主开关管。
11.根据权利要求1所述的适用于峰值电流控制的功率因数补偿电路，其特征在于，所述主电路为隔离型电路或非隔离型电路。
12.根据权利要求11所述的适用于峰值电流控制的功率因数补偿电路，其特征在于，所述主电路为Buck电路，包括：续流二极管、电感和所述主开关管；
所述主开关管的一端连接续流二极管的阳极，续流二极管的阴极连接输入电压Vdc的正端和输出电压的正端，主开关管的另一端通过第一采样电阻接地；
所述续流二极管的阳极通过所述电感连接输出电压的负端。
CN201110430944.9A 2011-12-20 2011-12-20 一种适用于峰值电流控制的功率因数补偿电路 Active CN103178704B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201110430944.9A CN103178704B (zh) 2011-12-20 2011-12-20 一种适用于峰值电流控制的功率因数补偿电路
PCT/CN2012/076971 WO2013091358A1 (zh) 2011-12-20 2012-06-15 一种适用于峰值电流控制的功率因数补偿电路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201110430944.9A CN103178704B (zh) 2011-12-20 2011-12-20 一种适用于峰值电流控制的功率因数补偿电路

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103178704A true CN103178704A (zh) 2013-06-26
CN103178704B CN103178704B (zh) 2015-10-21

Family

ID=48638365

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201110430944.9A Active CN103178704B (zh) 2011-12-20 2011-12-20 一种适用于峰值电流控制的功率因数补偿电路

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN103178704B (zh)
WO (1) WO2013091358A1 (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104993691A (zh) * 2015-08-07 2015-10-21 英飞特电子（杭州）股份有限公司 一种pfc电路
CN107017760A (zh) * 2017-05-09 2017-08-04 深圳市天微电子股份有限公司 峰值电流控制装置及其电流补偿电路、开关电源
CN109247047A (zh) * 2016-05-16 2019-01-18 飞利浦照明控股有限公司 一种BiFRED转换器和驱动输出负载的方法
CN110381633A (zh) * 2019-07-05 2019-10-25 杰华特微电子（杭州）有限公司 功率因数优化电路及应用其的led驱动电路
CN110763092A (zh) * 2019-10-28 2020-02-07 北京空间机电研究所 一种电流上升斜率可调的单脉冲火工品点火电路
CN112087129A (zh) * 2020-09-10 2020-12-15 广州金升阳科技有限公司 一种功率因数校正电路及其校正方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010002302A (ko) * 1999-06-14 2001-01-15 김덕중 역률보상 제어기
CN101777770A (zh) * 2010-02-12 2010-07-14 浙江大学 降压型功率因数校正器的控制电路
CN201742599U (zh) * 2010-05-12 2011-02-09 英飞特电子（杭州）有限公司 一种高功率因数恒流驱动电路
US20110110127A1 (en) * 2007-08-22 2011-05-12 Silicon Mitus, Inc. Power factor correction circuit

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100764779B1 (ko) * 2006-03-14 2007-10-11 엘지전자 주식회사 직류 전원 공급 장치
CN102244954A (zh) * 2010-05-12 2011-11-16 英飞特电子（杭州）有限公司 一种高功率因数恒流驱动电路
US8247986B2 (en) * 2010-06-08 2012-08-21 Immense Advance Technology Corp. Power conversion controller having an adaptive peak current reference

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010002302A (ko) * 1999-06-14 2001-01-15 김덕중 역률보상 제어기
US6191565B1 (en) * 1999-06-14 2001-02-20 Fairchild Korea Semiconductor Ltd. Power factor compensation controller
US20110110127A1 (en) * 2007-08-22 2011-05-12 Silicon Mitus, Inc. Power factor correction circuit
CN101777770A (zh) * 2010-02-12 2010-07-14 浙江大学 降压型功率因数校正器的控制电路
CN201742599U (zh) * 2010-05-12 2011-02-09 英飞特电子（杭州）有限公司 一种高功率因数恒流驱动电路

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104993691A (zh) * 2015-08-07 2015-10-21 英飞特电子（杭州）股份有限公司 一种pfc电路
CN104993691B (zh) * 2015-08-07 2017-10-31 英飞特电子（杭州）股份有限公司 一种pfc电路
CN109247047A (zh) * 2016-05-16 2019-01-18 飞利浦照明控股有限公司 一种BiFRED转换器和驱动输出负载的方法
CN109247047B (zh) * 2016-05-16 2020-12-25 昕诺飞控股有限公司 一种BiFRED转换器和驱动输出负载的方法
CN107017760A (zh) * 2017-05-09 2017-08-04 深圳市天微电子股份有限公司 峰值电流控制装置及其电流补偿电路、开关电源
CN110381633A (zh) * 2019-07-05 2019-10-25 杰华特微电子（杭州）有限公司 功率因数优化电路及应用其的led驱动电路
CN110763092A (zh) * 2019-10-28 2020-02-07 北京空间机电研究所 一种电流上升斜率可调的单脉冲火工品点火电路
CN110763092B (zh) * 2019-10-28 2021-10-01 北京空间机电研究所 一种电流上升斜率可调的单脉冲火工品点火电路
CN112087129A (zh) * 2020-09-10 2020-12-15 广州金升阳科技有限公司 一种功率因数校正电路及其校正方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN103178704B (zh) 2015-10-21
WO2013091358A1 (zh) 2013-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102735914B (zh) 同步整流电路以及过零检测方法
US9473017B2 (en) Control circuit, control method used in PFC circuit and power source system thereof
EP2980980B1 (en) Inverter device
US9252653B2 (en) Power factor correction converter and control method thereof
CN103178704A (zh) 一种适用于峰值电流控制的功率因数补偿电路
CN103328987B (zh) 极性检测电路
CN103023300B (zh) 具有功率因数校正的恒流控制电路及其功率因数校正电路
CN101820710B (zh) 一种开路保护电路
CN105790581B (zh) 开关控制电路、开关电路及恒导通时间控制方法
CN204362337U (zh) 电磁加热控制电路及电磁加热设备
CN109428476B (zh) 一种功率因数校正电路的模拟控制装置
CN105576599B (zh) 一种过流或短路故障信号隔离检测电路及其设计方法
CN108880393B (zh) 交错式pfc控制电路及电机驱动电路
CN203814013U (zh) 单端过零检测的led驱动电路
CN103036427A (zh) 一种同步降压转换器
CN110365203A (zh) 电流采样电路、电流过零检测电路、图腾柱无桥pfc电路及其控制方法
CN103051178A (zh) 一种检测并阻止反向电流的降压变换器
CN211630095U (zh) 一种单相三电平Buck PFC整流器
CN206379716U (zh) 电动汽车、车载充电器及其过流保护电路
CN106300925B (zh) Ac-dc电路的驱动控制电路、方法及其系统
CN108809197B (zh) 交错式pfc控制电路及电机驱动电路
CN104901574A (zh) 桥式电路及其短路保护方法
CN101170283A (zh) 一种电压自适应整流电路
CN102255513B (zh) 一种桥式同步整流电路
CN106208639A (zh) 输入自适应切换电源

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20170726

Address after: Hangzhou City, Zhejiang province 315002 Binjiang District West Street Chutian Road No. 266 Building No. 5 layer 1-3

Patentee after: Thinklux (Zhejiang) Lighting Technology Co., Ltd.

Address before: Hangzhou City, Zhejiang province 310053 Binjiang District Dongxin Road No. 66 East communication B block 309

Patentee before: LED One (Hangzhou) Co.,Ltd.

TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20201201

Address after: 310052 block a, infight building, 459 Jianghong Road, Changhe street, Binjiang District, Hangzhou City, Zhejiang Province

Patentee after: INVENTRONICS (HANGZHOU), Inc.

Address before: 315002 1-3, 5 building, 266 Chutian Road, Binjiang District, Hangzhou, Zhejiang.

Patentee before: Zhejiang Silang Lighting Co.,Ltd.

EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Application publication date: 20130626

Assignee: ZHEJIANG INVENT OPTOELECTRONIC CO.,LTD.

Assignor: INVENTRONICS (HANGZHOU), Inc.

Contract record no.: X2021330000385

Denomination of invention: A power factor compensation circuit suitable for peak current control

Granted publication date: 20151021

License type: Common License

Record date: 20211026