CN103346667A - 一种功率因数补偿装置 - Google Patents

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黄志钢
李向峰
王孝红
唐建业
李洪
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Abstract

本发明涉及一种功率因数补偿装置，采用BOOST升压电路，其特征在于：所述BOOST升压电路包括软开关循环模块、并联交错模块、磁集成模块、电流反馈检测模块和电压反馈检测模块。本发明结构简单，提高了开关电源输入电流的导通角，从而提高了功率因数，减小了电流谐波，减少了对电网的污染，提高了发电机功率的利用率。

Description

一种功率因数补偿装置
技术领域
本发明涉及一种开关电源，特别涉及一种功率因数补偿装置。
背景技术
随着半导体器件的发展和节能环保理念的深入，越来越多的电子设备的电源变换器采用了开关电源。传统的AC/DC开关电源在输入侧采用了整流滤波的方式，这种方式可以方便的获得高压直流电源，也正是因为整流后的大容量滤波电容，使得开关电源输入的电流波形与电压波形不一致，使得输入电流的导通角变小，产生了许多的电流谐波。不仅如此，还增加了无功功率，降低了发电设备的使用率。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供了一种功率因数补偿装置，提高了开关电源输入电流的导通角，从而提高了功率因数，减小了电流谐波，减少了对电网的污染，提高了发电机功率的利用率。
本发明采用的主要技术方案是：一种功率因数补偿装置，采用BOOST升压电路，其特征在于：所述BOOST升压电路包括软开关循环模块、并联交错模块、磁集成模块、电流反馈检测模块和电压反馈检测模块，所述软开关循环模块的引脚GD-M、MOSFET Q100、电感L100、引脚ZCD-M相连接，引脚GD-S、MOSFET Q101、电感L101、引脚ZCD-S相连接，所述并联交错模块是由引脚GD-M、MOSFET Q100、电感L100、引脚ZCD-M、二极管D100组成的电路和引脚GD-S、MOSFET Q101、电感L101、引脚ZCD-S、二极管D101组成的电路并联交错连接而成，所述磁集成模块是将电感L100和电感L101的磁芯交错连接集成在一起，所述电流反馈检测模块包括引脚OCP-M和引脚OCP-S，所述电压反馈检测模块包括引脚FB。
本发明还采用如下附属技术方案：
软开关循环模块的引脚GD-M产生一个驱动信号将MOSFET Q100导通时，电感L100的电流开始上升；引脚GD-M产生的驱动信号结束时，MOSFET Q100截止，此时电感L100的电流开始下降，引脚ZCD-M通过电感L100的辅助绕组检测到电感L100的电流下降到零时，引脚GD-M再次产生一个驱动信号将MOSFET Q100导通。
软开关循环模块的引脚GD-S产生一个驱动信号将MOSFET Q101导通时，电感L101的电流开始上升；引脚GD-S产生的驱动信号结束时，MOSFET Q101截止，此时电感L101的电流开始下降，引脚ZCD-S通过电感L101的辅助绕组检测到电感L101的电流下降到零时，引脚GD-S再次产生一个驱动信号将MOSFET Q101导通。
引脚GD-M和引脚GD-S产生的驱动信号在相位上相差180°。
采用本发明带来的有益效果是：提高了开关电源输入电流的导通角，从而提高了功率因数，减小了电流谐波，减少了对电网的污染，提高了发电机功率的利用率。
附图说明
以下结合附图作进一步说明：
图1为本发明一种功率因数补偿装置的结构原理图。
具体实施方式
如图1所示的一种功率因数补偿装置，采用BOOST升压电路，具体包括软开关循环模块、并联交错模块、磁集成模块、电流反馈检测模块和电压反馈检测模块，软开关循环模块的引脚GD-M、MOSFET Q100、电感L100、引脚ZCD-M相连接，引脚GD-S、MOSFET Q101、电感L101、引脚ZCD-S相连接。U1是控制芯片，控制芯片U1的引脚GD-M先产生一个驱动信号使MOSFET Q100导通，这时电感L100的电流开始上升，当引脚 GD-M产生的驱动信号结束时，MOSFET Q100截止，这时电感L100的电流开始下降，控制芯片U1的引脚ZCD-M通过电感L100的辅助绕组检测到电感电流下降到零时，控制芯片U1的引脚GD-M再次产生一个驱动信号使MOSFET Q100导通，即零电流导通，实现MOSFET Q100的软开关工作，以此循环往复。控制芯片U1的引脚GD-S产生一个驱动信号使MOSFET Q101导通，这时电感L101的电流开始上升，当引脚GD-S产生的驱动信号结束时，MOSFET Q101截止，这时电感L101的电流开始下降，控制芯片U1的引脚ZCD-S通过电感L101的辅助绕组检测到电感电流下降到零时，控制芯片U1的引脚GD-S再次产生一个驱动信号使MOSFET Q101导通，即零电流导通，实现MOSFET Q101的软开关工作，以此循环往复，可以大大减少MOSFET的开关损耗，提高转换效率。
控制芯片U1的引脚GD-M和引脚GD-S驱动信号在相位上刚好相差180°，这样就可以实现引脚GD-M、MOSFET Q100、电感L100、引脚ZCD-M、二极管D100组成的电路和引脚GD-S、MOSFET Q101、电感L101、引脚ZCD-S、二极管D101组成的电路的功率电路并联交错工作，可以大大减小输出的纹波电压，提高输出功率。
在本设计中利用了电感L100和电感L101交错工作，将两个电感的磁芯集成在一起，使磁芯的利用率更高，实现了磁集成技术，可以提高磁芯的利用率，从而减小功率因数补偿模块的体积和重量，提高功率密度。
控制芯片U1的引脚OCP-M和引脚OCP-S用于电流反馈检测，分别检测采样电阻R102和R105的电流起到过流保护的作用。
控制芯片U1的引脚FB用于电压反馈检测，其作用是使输出有一个稳定的直流输出电压。
本发明不局限于以上实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样落在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种功率因数补偿装置，采用BOOST升压电路，其特征在于：所述BOOST升压电路包括软开关循环模块、并联交错模块、磁集成模块、电流反馈检测模块和电压反馈检测模块，所述软开关循环模块的引脚GD-M、MOSFET Q100、电感L100、引脚ZCD-M相连接，引脚GD-S、MOSFET Q101、电感L101、引脚ZCD-S相连接，所述并联交错模块是由引脚GD-M、MOSFET Q100、电感L100、引脚ZCD-M、二极管D100组成的电路和引脚GD-S、MOSFET Q101、电感L101、引脚ZCD-S、二极管D101组成的电路并联交错连接而成，所述磁集成模块是将电感L100和电感L101的磁芯交错连接集成在一起，所述电流反馈检测模块包括引脚OCP-M和引脚OCP-S，所述电压反馈检测模块包括引脚FB。
2.如权利要求1所述的一种功率因数补偿装置，其特征在于：所述软开关循环模块的引脚GD-M产生一个驱动信号将MOSFET Q100导通时，电感L100的电流开始上升；引脚GD-M产生的驱动信号结束时，MOSFET Q100截止，此时电感L100的电流开始下降，引脚ZCD-M通过电感L100的辅助绕组检测到电感L100的电流下降到零时，引脚GD-M再次产生一个驱动信号将MOSFET Q100导通。
3.如权利要求1所述的一种功率因数补偿装置，其特征在于：所述软开关循环模块的引脚GD-S产生一个驱动信号将MOSFET Q101导通时，电感L101的电流开始上升；引脚GD-S产生的驱动信号结束时，MOSFET Q101截止，此时电感L101的电流开始下降，引脚ZCD-S通过电感L101的辅助绕组检测到电感L101的电流下降到零时，引脚GD-S再次产生一个驱动信号将MOSFET Q101导通。
4.如权利要求1所述的一种功率因数补偿装置，其特征在于：所述引脚GD-M和引脚GD-S产生的驱动信号在相位上相差180°。
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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