CN104660027A - 电流总谐波失真率控制电路及其方法 - Google Patents

Abstract

一种电流总谐波失真率控制电路及其方法，该电流总谐波失真率控制电路包括一功率因数校正线路和一控制线路。功率因数校正线路包括一升压单元、一逆变单元以及一回授单元。升压单元包括一开关元件和一串接开关元件的电流检测元件。回授单元用以检测一输出电压和一输出电流。控制线路耦接升压单元和回授单元。控制线路根据输出电压和输出电流以取得一输出功率，并根据输出功率以计算一输入电压和一输入电流，控制线路根据输出功率和输入电流以输出一脉波宽度调制信号以控制开关元件的导通电流，而控制线路根据电流检测元件感测的感应电流以调整脉波宽度调制信号的责任周期。

Description

电流总谐波失真率控制电路及其方法

技术领域

本发明涉及一种电流总谐波失真率控制电路及其方法，特别涉及一种实现较小的输入电流的电流总谐波失真率的电流总谐波失真率控制电路及其方法。

背景技术

功率因数校正（Power Factor Correction，PFC）指示有效功率与总耗电量（视在功率）之间的关系，也就是有效功率除以总耗电量（视在功率）的比值。基本上，功率因数可以衡量电力被有效利用的程度，当功率因数的数值越大，则代表其电力利用率越高。

接着，电流总谐波失真率（Total Harmonic Distortion of Current，THDi）指示返回电网的电流失真率程度，其值越大则电流失真率就越严重，因此造成电网和后端设备的损害，所以高性能设备会明确规范电流总谐波失真率的数值范围，因此电流总谐波失真率成为了高性能设备的一个重要指标。

因此，目前市面上许多电力设备或电子设备都具有一功率因数校正电路，例如电脑所使用的开关电源、LED驱动电源和不断电电源供应系统（UPS）等，然而，在现有小容量（1K～6K）的UPS设计中的功率因数校正电路以实现功率因数校正功能，而这功率因数校正电路的性能仍存在许多极严重的缺陷，例如要求在功率因数校正电路满载输出时，只能在一个很小范围的市电输入电压（220～230V）内，以实现较小的输入电流的电流总谐波失真率（THDi约10%）。

此外，一些UPS采用数字控制，利用先进的数字信号处理器的强大计算功能以实现高性能功率因数校正控制，但是，在相同的效果的情况下却大大地增加了成本和控制的复杂性。

发明内容

本发明在于提供一种电流总谐波失真率控制电路及其方法，以使功率因数校正线路能在一个较大范围的市电输入电压（190～250V）下满载输出，并实现较小的输入电流的电流总谐波失真率（THDi约5%）。

本发明提出一种电流总谐波失真率控制电路，包括一功率因数校正线路和一控制线路。功率因数校正线路包括一升压单元、一逆变单元以及一回授单元。升压单元包括一开关元件和一电流检测元件，开关元件串接电流检测元件。逆变单元耦接升压单元。回授单元耦接逆变单元，用以检测一输出电压和一输出电流。控制线路耦接升压单元和回授单元。其中，控制线路根据输出电压和输出电流以取得一输出功率，并根据输出功率以计算一输入电压和一输入电流，控制线路根据输出功率和输入电流以输出一脉波宽度调制信号给升压单元的开关元件，以控制开关元件的导通电流，而电流检测元件根据导通电流以输出一感应电流给控制线路，而控制线路根据感应电流以调整脉波宽度调制信号的责任周期。

本发明提出一种电流总谐波失真率控制方法，包括一功率因数校正线路的一输出电压和一输出电流，以计算出一输出功率；根据输出功率以计算出一输入电压和一输入电流；控制线路根据输出功率和输入电流，以输出一脉波宽度调制信号给功率因数校正线路的一升压单元的一开关元件，以控制开关元件的导通电流；升压单元的一电流检测元件根据导通电流以输出一感应电流给控制线路，而控制线路根据感应电流以调整脉波宽度调制信号的责任周期。

本发明的电流总谐波失真率控制电路通过电流检测元件检测开关元件的导通电流，以输出一感应电流，而调整单元根据感应电流以输出第一调整信号给第二控制单元，以使第二控制单元调整输出一脉波宽度调制信号的责任周期给第一控制单元，其中脉波宽度调制信号的责任周期指示开关元件的导通电流大小，藉此实现较小的输入电流的电流总谐波失真率（THDi约5%）。此外，本发明的第二控制单元可根据调整单元输出的第二调整信号，以输出控制电压，而正负端线电压根据市电输入电压而在预设范围内变化，藉此达到使功率因数校正线路能在一个较大范围的市电输入电压（190～250V）下满载输出，并实现较小的输入电流的电流总谐波失真率（THDi约5%），因此提升电流总谐波失真率控制电路的使用方便性。

以上的概述和接下来的实施例，均是为了进一步说明本发明的技术手段和实现效果，然而所叙述的实施例和附图仅提供参考说明，并非用来对本发明加以限制。

附图说明

图1为本发明一实施例的电流总谐波失真率控制电路的功能方框图。

图2为根据图1的本发明另一实施例的电流总谐波失真率控制电路的功能方框图。

图3A为本发明另一实施例的电流总谐波失真率控制电路图。

图3B为本发明另一实施例的电流总谐波失真率控制电路图。

图4为根据图3A的本发明另一实施例的电流总谐波失真率控制电路的第二控制单元图。

图5为根据图3A的本发明另一实施例的电流总谐波失真率控制电路的调整单元图。

图6为本发明另一实施例的电流总谐波失真率控制方法流程图。

图7为本发明另一实施例的电流总谐波失真率控制电路及其方法的数据表。

图8A为本发明另一实施例的电流总谐波失真率控制电路及其方法的电流总谐波失真率波形图。

图8B为本发明另一实施例的电流总谐波失真率控制电路及其方法的功率因数波形图。

图9为本发明另一实施例的电流总谐波失真率控制电路及其方法的数据表。

图10A为本发明另一实施例的电流总谐波失真率控制电路及其方法的电流总谐波失真率波形图。

图10B为本发明另一实施例的电流总谐波失真率控制电路及其方法的功率因数波形图。

【符号说明】

1：电流总谐波失真率控制电路

8、AC：市电

9：负载

10、10a、10b：功率因数校正线路

100、100a：升压单元

1000、Q4：开关元件

1002、1002a：电流检测元件

102、102a、102b：逆变单元

104、104a、104b：回授单元

106、106a：滤波单元

108、108a：整流单元

12：控制线路

120：第一控制单元

122、122a：第二控制单元

MCU：微控芯片

A/D、D/A、PWM、PROT：转换元件

124、124a：调整单元

1240a：处理芯片

O/P、I/S、VF、Vref、RC、Com、GND：接脚

126a：滤波整流单元

L：输出火线端

N：输出水线端

Vo：输出电压

Vi：输入电压

VF：控制电压

I：输出电流

THDi.C：电流总谐波失真率的控制电流

IS：感应电流

C1～C14：电容

R1～R17、RS：电阻

D1～D10：二极管

Q1～Q8：晶体管

L1～L4：电感

CT1、CT2：电流互感器

Vcc：工作电压

F：开关

S601～S607：流程步骤

具体实施方式

图1为本发明一实施例的电流总谐波失真率控制电路的功能方框图。请参阅图1。一种电流总谐波失真率控制电路1，包括一功率因数校正线路10和一控制线路12。在实践上，控制线路12耦接功率因数校正线路10，而功率因数校正线路10耦接于市电8与负载9之间，其中控制线路12根据功率因数校正线路10的输出功率和输入电流，以控制功率因数校正线路10的功率因数和电流总谐波失真率，以使本发明的电流总谐波失真率控制电路1的功率因数可趋近于1，且相较于已知控制电路，本发明的电流总谐波失真率控制电路1可接受较大范围的市电输入电压，例如市电输入电压为190Vac～250Vac，且电流总谐波失真率可降低至5%。

详细来说，功率因数校正线路10包括一升压单元100、一逆变单元102以及一回授单元104，而逆变单元102耦接升压单元100和回授单元104。在实践上，功率因数校正线路10例如为高性能功率因数校正电路，或为使功率因数趋近于1的转换电路，例如功率因数校正线路10用以提升不断电电源供应系统的功率因数，以提升不断电电源供应系统的功率转换效率，本实施例不限制功率因数校正线路10的态样。

进一步来说，升压单元100包括一开关元件1000和一电流检测元件1002，开关元件1000串接电流检测元件1002。在实践上，升压单元100例如为升压电路（Boost Circuit），其中开关元件1000例如为金氧半场效晶体管（MOSFET）或功率晶体管，本实施例不限制开关元件1000的态样。

接着，电流检测元件1002例如为电流互感器（current transformer，CT）或霍尔电流传感器（Hall sensor）等，用以感测电流大小，例如电流检测元件1002感测开关元件1000导通时的导通电流大小，另外霍尔电流传感器（Hall sensor）可在避免磁场干扰的状况下使用，本实施例不限制电流检测元件1002的态样。

逆变单元102耦接升压单元100和回授单元104。在实践上，逆变单元102例如为一半桥逆变电路或一换流器（Inverter），用以将直流电转换为标准且稳定的交流电，且逆变单元102通过开关晶体管（未示出）以输出电压Vo给负载9使用，因此逆变单元102的输出电压Vo大致相同于负载9的电压。本实施例不限制逆变单元102的态样。

回授单元104耦接逆变单元102，用以检测一输出电压Vo和一输出电流I。在实践上，回授单元104例如由滤波电感、滤波电容以及电流互感器所组成的单元，本实施例的回授单元104可将输出电压Vo和输出电流I回授给控制线路12，本实施例不限制回授单元104的态样。

控制线路12耦接升压单元100和回授单元104。在实践上，控制线路12是例如由UC3843控制芯片、微控芯片以及调整单元124所组成的控制电路或控制器，用以控制升压单元100的开关元件1000的导通或截止，其中开关元件1000导通程度大小将影响导通电流的大小，本实施例不限制控制线路12的态样。

详细来说，控制线路12根据输出电压Vo和输出电流I以取得一输出功率，并根据输出功率以计算一输入电压Vi和一输入电流，控制线路12根据输出功率和输入电流，以输出一脉波宽度调制信号给升压单元100的开关元件1000，以控制开关元件1000的导通电流大小，而电流检测元件1002根据导通电流以输出一感应电流IS给控制线路12，而控制线路12根据感应电流IS以调整脉波宽度调制信号的责任周期。

举例来说，控制线路12可控制开关元件1000的导通电流呈现较大的电流，以使升压单元100的电容接收到较大的电流来储能，其中电流检测元件1002根据导通电流以输出较大的感应电流IS给控制线路12，以使控制线路12所输出的脉波宽度调制信号具有较长导通时间的责任周期；当升压单元100的电容储能达到一预设电压时，控制线路12可控制开关元件1000的导通电流呈现较小的电流，以使升压单元100的电容接收到较小的电流来储能，其中电流检测元件1002根据导通电流以输出较小的感应电流IS给控制线路12，以使控制线路12所输出的脉波宽度调制信号具有较短导通时间的责任周期。

另外，控制线路12可控制开关元件1000截止，以使升压单元100的电容释放电能给逆变单元102，当升压单元100的电容释放电能完成后，控制线路12可控制开关元件1000的导通电流呈现较大的电流，以使升压单元100的电容接收到较大的电流来储能，其中电流检测元件1002根据导通电流以输出较大的感应电流IS给控制线路12，以使控制线路12所输出的脉波宽度调制信号具有较长导通时间的责任周期。

值得一提的是，本发明的升压单元100增加一个检测MOSFET的开关元件1000电流的电流检测元件1002，因此本发明的控制线路12可对每个责任周期的占空比进行调节，以使本发明的电流总谐波失真率控制电路1可成为一种高性能功率因数校正电路。

接下来说，进一步说明电流总谐波失真率控制电路1的详细操作和电路。

图2为根据图1的本发明另一实施例的电流总谐波失真率控制电路的功能方框图。请参阅图2。本实施例的功率因数校正线路10还包括一滤波单元106和一整流单元108，滤波单元106耦接一市电8，整流单元108耦接滤波单元106和升压单元100。

在实践上，滤波单元106例如为电磁干扰滤波单元，用以消除电磁干扰或噪声。另外整流单元108例如为全桥式整流单元或半桥式整流单元，整流单元108例如为交流/直流电源整流单元或全波整流单元，以将例如为交流电源的市电8的波形整流为可供负载9使用的输入电源或输入电流，此输入电源或输入电流为全波的脉动直流，值得注意的是，本实施例不限制滤波单元106和整流单元108的态样。

此外，控制线路12包括一第一控制单元120、一第二控制单元122以及一调整单元124，第一控制单元120耦接第二控制单元122和升压单元100，第二控制单元122耦接回授单元104和调整单元124，调整单元124耦接电流检测元件1002。在实践上，第一控制单元120例如为UC3843控制芯片，其中UC3843控制芯片为一种固定频率电流模式的控制器，而第二控制单元122例如为微控芯片，本实施例不限制第一和第二控制单元120、122的态样。

调整单元124根据感应电流IS以及脉波宽度调制信号，以输出一第一调整信号给第二控制单元122，以使第二控制单元122根据第一调整信号调整脉波宽度调制信号的责任周期，而第一控制单元120根据脉波宽度调制信号的责任周期以调整升压单元100的开关元件1000的导通电流。

在其他实施例中，调整单元124根据感应电流IS以输出一第一调整信号给第二控制单元122，以使第二控制单元122根据第一调整信号调整脉波宽度调制信号的责任周期，而第一控制单元120根据脉波宽度调制信号的责任周期以调整升压单元100的开关元件1000的导通电流。

值得注意的是，控制线路12输出一控制电压VF以控制一正负端线电压，以使正负端线电压根据一市电输入电压而在一预设范围内变化。在实践上，正负端线电压例如为正负直流母线电压，而调整单元124根据第二控制单元122的控制电压VF，以输出一第二调整信号，以使第二控制单元122根据第二调整信号输出控制电压VF，因此正负端线电压将根据市电输入电压而在预设范围内变化。

举例来说，当市电输入电压例如为190Vac时，控制线路12可控制正负端线电压根据190Vac而在一预设范围内波动；当市电输入电压例如为250Vac时，控制线路12可控制正负端线电压根据250Vac而在一预设范围内波动，所以本发明的电流总谐波失真率控制电路1可接收较宽范围的市电输入电压，并具有高性能的功率因数，本实施例不限制电流总谐波失真率控制电路1接收市电输入电压的范围。

值得一提的是，本发明的电流总谐波失真率控制电路1没有直接检测输入电流的大小，而是通过负载9的大小以运算出输入电压Vi和输入电流的大小，藉此控制线路12可决定电流的控制电压VF的大小，而实现控制电流总谐波失真率，其中本发明的电流总谐波失真率控制电路1根据计算的输入电流的大小，以做出相对应的反馈控制输入电流的总谐波电流失真率，且本发明采用电压、电流双闭回路控制，藉此减小电磁干扰和提高电能利用率，所以本发明的电流总谐波失真率控制电路1为一种高性能功率因数校正电路。

由此可知，本发明解决了UC3843控制芯片实现高性能功率因数校正电路的市电输入电压范围较窄的问题，以及输入电流的电流总谐波失真率较差的问题。本发明可使用低成本的UC3843控制芯片实现高性能的功率因数校正功能，并增强功率因数校正线路10对输入电压Vi的适应性，并使输入电流的电流总谐波失真率控制在5%的失真的特性，藉此有效降低设备对电网的影响。

图3A为本发明另一实施例的电流总谐波失真率控制电路的功率因数校正线路电路图。请参阅图3A。一种功率因数校正线路10a包括AC市电、滤波单元106a、整流单元108a、升压单元100a、逆变单元102a以及回授单元104a，而AC市电耦接滤波单元106a，整流单元108a耦接于滤波单元106a与升压单元100a之间，逆变单元102a耦接于升压单元100a与回授单元104a之间。

详细来说，滤波单元106a例如包括两个大小相等的滤波电容C10、C11和一个共模电感L1，而这些滤波电容C10、C11耦接AC市电与共模电感L1之间。整流单元108a包括一储能电感L2和一整流桥D3～D6，储能电感L2耦接共模电感L1与整流桥D3～D6之间。

升压单元100a包括开关元件Q4、电流检测元件1002a、一第一二极管D8、一第二二极管D9以及一对储能电容C12、C13，其中开关元件Q4串接电流检测元件1002a，并连接整流桥D3～D6，而第一二极管D8耦接开关元件Q4与这对储能电容C12、C13的其中之一之间，第二二极管D9耦接电流检测元件1002a与这对储能电容C12、C13的其中之一之间，其中第一和第二二极管D8、D9用以限制电流流动方向，而储能电容C12、C13例如为两个电容量大小相等的电容，电流检测元件1002a例如由一高频电流互感器CT1、一二极管D17以及电阻R16所组成，本实施例不限制升压单元100a的态样。

逆变单元102a为一半桥逆变电路，逆变单元102a包括两个开关晶体管Q5、Q6，用以输出一交流电源给一负载9，其中开关晶体管Q5、Q6例如为型号相同的两个金氧半场效晶体管（MOSFET）。另外回授单元104a包括一滤波电感L3、一滤波电容C14以及一电流互感器CT2，其中滤波电感L3耦接于逆变单元102a与电流互感器CT2之间，而滤波电容C14耦接电流互感器CT2、输出火线端L以及输出水线端N，而电流互感器CT2耦接一输出电流端I，其中回授单元104a通过滤波电容C14以取得输出电压Vo，并通过电流互感器CT2以取得输出电流I。

由此可知，本发明通过检测输出电流I和输出电压Vo，以计算输出功率，藉此检测出输入电压Vi，以计算输入电流，并由控制线路12根据输出功率和输入电流以输出一脉波宽度调制信号，其中脉波宽度调制信号可控制开关元件Q4的电流开启大小，使电流总谐波失真率控制在5%的失真。

图3B为本发明另一实施例的电流总谐波失真率控制电路的功率因数校正线路电路图。请参阅图3B和图3A。本实施例的功率因数校正线路10a与前述实施例的功率因数校正线路10相似。然而，本实施例与前述实施例的功率因数校正线路10a、10之间仍存有差异，其在于：前述实施例的功率因数校正线路10a以半桥式的逆变单元102a来操作，而本实施例的功率因数校正线路10b以全桥式的逆变单元102b来操作，其中开关晶体管Q7～Q8之间的节点连接至回授单元104b的滤波电感L4，而其操作方式相似于图3A的滤波电感L3，本领域的技术人员可自由设计功率因数校正线路10b，本实施例不限制功率因数校正线路10b的态样。

图4为根据图3A的本发明另一实施例的电流总谐波失真率控制电路的第二控制单元图。请参阅图4和图3A。本实施例的第二控制单元122a例如为微控芯片，具有A/D转换元件、D/A转换元件、PWM转换元件以及PROT转换元件，其中第二控制单元122a通过A/D转换元件以将输出电流I、输出电压Vo以及输入电压Vi进行数字转换，并将输出电流I、输出电压Vo以及输入电压Vi进行运算和处理后，并通过D/A转换元件将数字转换和处理后的输出电压Vo和输入电压Vi进行模拟转换，以输出一控制电压VF，以及将数字转换和处理后的输出电流I进行PWM转换，以输出一脉波宽度调制信号。

此外，微控芯片通过PWM转换元件以输出一脉波宽度调制信号，其中脉波宽度调制信号用以控制开关元件Q4的导通电流的大小。另外微控芯片通过PROT转换元件以接收一第一调整信号和/或第二调整信号。如此一来，本发明的具有功率因数校正功能的控制线路12只需要一个输出电压Vo反馈和一个输出电流I反馈，并无需复杂的乘法器和除法器的电路架构，藉此节约了成本和资源。

图5为根据图3A的本发明另一实施例的电流总谐波失真率控制电路的调整单元图。请参阅图5和图3A。本实施例的调整单元124例如是通过一处理芯片1240a、多个电容C1～C9、多个电阻R1～R15、RS以及多个双极接面晶体管Q1～Q3所组成的单元，其中处理芯片1240a具有多个接脚，其中一I/S接脚用以接收感应电流IS和脉波宽度调制信号，而其中一VF接脚用以接收一控制电压VF，其中电压和电流例如为两个独立的闭合回路，其中一Com接脚用以输出一第一调整信号和/或一第二调整信号给第二控制单元122a，而例如图4中第二控制单元122a通过PROT转换接口以接收第一和/或第二调整信号，本实施例不限制调整单元124的态样。

图6为本发明另一实施例的电流总谐波失真率控制方法流程图。请参阅图6和图2。一种电流总谐波失真率控制方法，包括下列步骤：

在步骤S601中，检测一功率因数校正线路10的一输出电压Vo和一输出电流I，以计算出一输出功率。在实践上，本发明通过功率因数校正线路10的回授单元104以取得输出电压Vo和输出电流I，并计算出一输出功率。

接着，在步骤S603中，根据输出功率以计算出一输入电压Vi和一输入电流。在实践上，回授单元104耦接逆变单元102，而逆变单元102的输出功率大致相同于负载9的输出功率，因此，本发明可通过输出功率以计算出输入电压Vi，并由输入电压Vi计算出输入电流。

在步骤S605中，控制线路12根据输出功率和输入电流，以输出一脉波宽度调制信号给功率因数校正线路10的一升压单元100的一开关元件1000，以控制开关元件1000的导通电流。在实践上，脉波宽度调制信号的责任周期的占空比将影响开关元件1000导通的时间，而开关元件1000的导通时间将影响电流总谐波失真率控制电路1的导通电流大小。

步骤S607中，升压单元100的一电流检测元件1002根据导通电流以输出一感应电流IS给控制线路12，而控制线路12根据感应电流IS以调整脉波宽度调制信号的责任周期。在实践上，控制线路12的一调整单元124根据感应电流IS和脉波宽度调制信号，以输出一第一调整信号给控制线路12的一第二控制单元122，以使第二控制单元122根据第一调整信号调整脉波宽度调制信号的责任周期，而控制线路12的一第一控制单元120根据脉波宽度调制信号的责任周期以调整升压单元100的开关元件1000的导通电流。

在其他实施例中，电流总谐波失真率控制方法还包括控制线路12输出一控制电压VF以控制一正负端线电压，以使正负端线电压根据一市电输入电压而在一预设范围内变化。在实践上，调整单元124根据第二控制单元122的控制电压VF，以输出一第二调整信号，以使第二控制单元122根据第二调整信号输出控制电压VF，以使正负端线电压根据市电输入电压而在预设范围内变化。

除上述差异之外，本领域普通技术人员参考上述实施例和上述差异后，应当可以轻易推测得知，因此在此不予赘述。

图7为本发明另一实施例的电流总谐波失真率控制电路及其方法的数据表。图8A为本发明另一实施例的电流总谐波失真率控制电路及其方法的电流总谐波失真率波形图。图8B为本发明另一实施例的电流总谐波失真率控制电路及其方法的功率因数波形图。请参阅图7、图8A以及图8B。

本实施例中以2KVA的不断电电源供应系统运用本发明的电流总谐波失真率控制电路1及其方法，并在100%的非线性负载9（满载）的情况下实测，其中市电输入电压的范围为190～250Vac，除了在市电输入电压为190Vac下取得5.534%的电流总谐波失真率，以及市电输入电压为250Vac下取得7.555%的电流总谐波失真率为5%～10%外，其余市电输入电压下取得3.93%～4.652%的电流总谐波失真率和0.9986～0.9991的功率因数，藉此本发明的电流总谐波失真率控制电路1及其方法确实具有较宽范围的市电输入电压、较低的电流总谐波失真率以及较高性能的功率因数校正。

图9为本发明另一实施例的电流总谐波失真率控制电路及其方法的数据表。图10A为本发明另一实施例的电流总谐波失真率控制电路及其方法的电流总谐波失真率波形图。图10B为本发明另一实施例的电流总谐波失真率控制电路及其方法的功率因数波形图。请参阅图9、图10A以及图10B。

本实施例中以2KVA的不断电电源供应系统运用本发明的电流总谐波失真率控制电路1及其方法，并在100%的线性负载9（满载）的情况下实测，其中市电输入电压的范围为190～250Vac，除了在市电输入电压为190Vac下取得5.727%的电流总谐波失真率为5%～10%外，其余市电输入电压下取得2.227%～4.684%的电流总谐波失真率和0.9985～0.9997的功率因数，藉此本发明的电流总谐波失真率控制电路1及其方法确实具有较宽范围的市电输入电压、较低的电流总谐波失真率以及较高性能的功率因数校正。

除上述差异之外，本领域普通技术人员参考上述实施例和上述差异后，应当可以轻易推知，因此在此不予赘述。

综上所述，本发明的电流总谐波失真率控制电路通过电流检测元件检测开关元件导通时的导通电流，以输出一感应电流，而调整单元根据感应电流以输出一第一调整信号给第二控制单元，以使第二控制单元调整输出一脉波宽度调制信号的责任周期，而第一控制单元根据脉波宽度调制信号的责任周期以控制开关元件的导通电流大小，藉此实现较小的输入电流的电流总谐波失真率（THDi约5%）。此外，本发明通过调整单元输出一第二调整信号给第二控制单元，以使第二控制单元根据第二调整信号输出控制电压，而正负端线电压根据市电输入电压而在预设范围内变化，藉此达到使功率因数校正线路能在一个较大范围的市电输入电压（190～250V）下满载输出，并实现较小的输入电流的电流总谐波失真率（THDi约5%），因此提升电流总谐波失真率控制电路的使用方便性。

以上所述仅为本发明的实施例，其并非用以局限本发明的专利范围。

Claims (12)

1.一种电流总谐波失真率控制电路，其特征在于，所述电流总谐波失真率控制电路包括：

一功率因数校正线路，包括：

一升压单元，包括一开关元件和一电流检测元件，所述开关元件串接所述电流检测元件；

一逆变单元，耦接所述升压单元；以及

一回授单元，耦接所述逆变单元，用以检测一输出电压和

一输出电流；以及

一控制线路，耦接所述升压单元和所述回授单元；

其中，所述控制线路根据所述输出电压和所述输出电流以取得一输出功率，并根据所述输出功率以计算一输入电压和一输入电流，所述控制线路根据所述输出功率和所述输入电流以输出一脉波宽度调制信号给所述升压单元的开关元件，以控制所述开关元件的导通电流，而所述电流检测元件根据所述导通电流以输出一感应电流给所述控制线路，而所述控制线路根据所述感应电流以调整所述脉波宽度调制信号的责任周期。

2.根据权利要求1所述的电流总谐波失真率控制电路，其特征在于，所述控制线路包括一第一控制单元、一第二控制单元以及一调整单元，所述第一控制单元耦接所述第二控制单元和所述升压单元，所述第二控制单元耦接所述回授单元和所述调整单元，所述调整单元耦接所述电流检测元件。

3.根据权利要求2所述的电流总谐波失真率控制电路，其特征在于，所述调整单元根据所述感应电流以输出一第一调整信号给所述第二控制单元，以使所述第二控制单元根据所述第一调整信号调整所述脉波宽度调制信号的责任周期，而所述第一控制单元根据所述脉波宽度调制信号的责任周期以调整所述升压单元的所述开关元件的导通电流。

4.根据权利要求2所述的电流总谐波失真率控制电路，其特征在于，所述调整单元根据所述感应电流和所述脉波宽度调制信号，以输出一第一调整信号给所述第二控制单元，以使所述第二控制单元根据所述第一调整信号调整所述脉波宽度调制信号的责任周期，而所述第一控制单元根据所述脉波宽度调制信号的责任周期以调整所述升压单元的所述开关元件的导通电流。

5.根据权利要求2所述的电流总谐波失真率控制电路，其特征在于，所述控制线路输出一控制电压以控制一正负端线电压，以使所述正负端线电压根据一市电输入电压而在一预设范围内变化。

6.根据权利要求5所述的电流总谐波失真率控制电路，其特征在于，所述调整单元根据所述第二控制单元的控制电压，以输出一第二调整信号，以使所述第二控制单元根据所述第二调整信号输出所述控制电压，以使所述正负端线电压根据所述市电输入电压而在所述预设范围内变化。

7.根据权利要求1所述的电流总谐波失真率控制电路，其特征在于，所述功率因数校正线路还包括一滤波单元和一整流单元，所述滤波单元耦接一市电，所述整流单元耦接所述滤波单元和所述升压单元，所述滤波单元包括一对滤波电容和一共模电感，所述一对滤波电容耦接于所述共模电感和所述市电，而所述整流单元包括一储能电感和一整流桥，所述储能电感耦接所述共模电感和所述整流桥。

8.根据权利要求1所述的电流总谐波失真率控制电路，其特征在于，所述逆变单元为一半桥逆变电路，所述逆变单元包括两个开关晶体管，用以输出一交流电源给一负载，所述回授单元包括一滤波电感、一滤波电容以及一电流互感器，其中所述滤波电感耦接所述逆变单元和所述电流互感器，而所述滤波电容耦接所述电流互感器、一输出火线端以及一输出水线端，而所述电流互感器耦接一输出电流端。

9.根据权利要求1所述的电流总谐波失真率控制电路，其特征在于，所述升压单元还包括一第一二极管、一第二二极管以及一对储能电容，所述第一二极管耦接所述一对储能电容的其中之一和所述开关元件，所述第二二极管耦接所述一对储能电容的其中之一和所述电流检测元件。

10.一种电流总谐波失真率控制方法，其特征在于，所述电流总谐波失真率控制方法包括：

检测一功率因数校正线路的一输出电压和一输出电流，以计算出一输出功率；

根据所述输出功率以计算出一输入电压和一输入电流；

一控制线路根据所述输出功率和所述输入电流，以输出一脉波宽度调制信号给所述功率因数校正线路的一升压单元的一开关元件，以控制所述开关元件的导通电流；

所述升压单元的一电流检测元件根据所述导通电流以输出一感应电流给所述控制线路，而所述控制线路根据所述感应电流以调整所述脉波宽度调制信号的责任周期。

11.根据权利要求10所述的电流总谐波失真率控制方法，其特征在于，在所述升压单元的所述电流检测元件根据所述导通电流以输出所述感应电流给所述控制线路而所述控制线路根据所述感应电流以调整所述脉波宽度调制信号的责任周期的步骤中，还包括：

所述控制线路的一调整单元根据所述感应电流和所述脉波宽度调制信号以输出一第一调整信号给所述控制线路的一第二控制单元，以使所述第二控制单元根据所述第一调整信号调整所述脉波宽度调制信号的责任周期，而所述控制线路的一第一控制单元根据所述脉波宽度调制信号的责任周期以调整所述升压单元的开关元件的导通电流。

12.根据权利要求11所述的电流总谐波失真率控制方法，其特征在于，还包括：

所述控制线路输出一控制电压以控制一正负端线电压以使所述正负端线电压根据一市电输入电压而在一预设范围内变化；

其中，所述调整单元根据所述第二控制单元的控制电压以输出一第二调整信号，以使所述第二控制单元根据所述第二调整信号输出所述控制电压，以使所述正负端线电压根据所述市电输入电压而在所述预设范围内变化。