CN1954483B

CN1954483B - 电源单元

Info

Publication number: CN1954483B
Application number: CN2005800010695A
Authority: CN
Inventors: 鹈野良之; 西田映雄; 竹村博
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2005-02-15
Filing date: 2005-05-17
Publication date: 2010-12-01
Anticipated expiration: 2025-05-17
Also published as: KR20060103499A; JP2006230057A; EP1868285A1; US7719139B2; JP3750690B1; CN1954483A; KR100758127B1; US20090200870A1; WO2006087827A1

Abstract

包含连接到交流电源的主电源电路(11)副电源电路(14)。主电源电路(11)包含全波整流器(D1)和通常与谐波电流抑制电路对应的输入电流控制电路(12)。输入电流控制电路(12)包含作为电路电流检测装置的电阻器(R1)和用于通过检测流入电阻器(R1)中的电流来控制开关元件(Q1)的控制电路(13)。然后，进行连接，以使流入作为副电源电路(14)的第二整流电路的二极管中的电流可以通过电阻器(R1)返回交流电源。

Description

电源单元

技术领域

本发明涉及一种电源单元，特别是一种目的在于抑制谐波电流和改进功率因数的电源单元。

背景技术

在从商用交流电源接受电力供电的设备中，要求电源抑制谐波电流的产生。由于具有谐波电流抑制功能的电路同时包含功率因数改进功能，在专利文献1的有关实例中所示的电源单元中，这种电路经常被称为功率因数改进电路。

目前，在象电视中那样具有待机模式的设备中，例如，在待机期间也需要使等待电路(例如，从遥控系统只接收电源接通信号的接收电路)工作。然而，使整个电源单元为只消耗非常少量电能的等待电路工作的效率非常低。特别是由于近来要求减少待机时的电能消耗，因此需要为此开发对应措施。于是，在专利文献1中的有关实例的开关电源电路中，包含在待机期间不工作的主电源电路，和在待机期间也工作而只恒定提供少量电能的副电源电路，主电源电路和副电源电路都连接到交流电源。

在专利文献1的有关实例的开关电源电路中，由于在具有大供电容量的主电源电路中产生大谐波电流，即使电路结构变得有点复杂，也要包含谐波电流抑制电路，相反，由于在具有小供电容量的副电源电路中产生小谐波电流，因此不包含谐波电路抑制电路。专利文献1：日本待审专利申请公开No.2003-18842。

发明内容

本发明要解决的问题、

目前，在诸如电视之类的设备中，存在着需要具有各种输出电压的电源的情况，还存在着对不仅能够在待机时使用，而且在正常工作期间为其它目的而使用的副电源电路的需求。实际上，待机时所需的电压经常是简单的数字电路工作所需的例如+5V和+3.3V的电压，+5V和+3.3V的电压还能够用于各种其它目的。因此，设计一种电源单元使其不仅适合于待机时的电能消耗量，而且适合于正常工作期间的电能消耗量。这种情况下，设计副电源使其具有大供电容量备用。

然而，在专利文献1中有关实例的情况下，例如，副电源电路不包含谐波电流抑制电路。因此，当副电源电路中的供电量增加时，意味着谐波电流的产生量增加，因此如果这种情况没有解决，该手段最终是错误的。

解决问题的手段

为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种电源单元，其中包含具有谐波电流抑制电路的主电源电路，和没有谐波电流抑制电路的副电源电路，在从副电源电路提供电能时，抑制谐波电流并且同时能够改进功率因数。

为了获得上述目的，本发明的电源单元包括主电源电路和副电源电路，二者连接到交流电源；和包含在主电源电路内的输入电流控制电路。在该电源单元中，输入电流控制电路控制到主电源电路的输入电流，以便到主电源电路的输入电流和到副电源电路的输入电流之和的电流抑制谐波电流。

本发明的电源单元包括主电源电路和副电源电路，二者连接到交流电源；和包含在主电源电路中的输入电流控制电路。在电源单元中，输入电流控制电路控制到主电源电路的输入电流，以便到主电源电路的输入电流和到副电源电路的输入电流之和的电流可以大致与到输入电流控制电路的输入电压成比例。

本发明的电源单元包括主电源电路和副电源电路，二者连接到交流电源；包含在主电源电路中的输入电流控制电路；和包含在输入电流控制电路中的电路电流检测装置。在该电源单元中，到主电源电路的输入电流和到副电源电路的输入电流之和的电流流入电路电流检测装置，输入电流控制电路控制到主电源电路的输入电流，以便可以以流入电路电流检测装置的电流抑制谐波电流。

此外，本发明的电源单元包括主电源电路和副电源电路，二者连接到交流电源；包含在主电源电路中的输入电流控制电路；和包含在输入电流控制电路中的电路电流检测装置。在该电源单元中，到主电源电路的输入电流和到副电源电路的输入电流之和的电流流入电路电流检测装置，输入电流控制电路控制到主电源电路的输入电流，以便流入电路电流检测装置的电流可以与到输入电流控制电路的输入电压大致成比例。

此后，电源单元还可以包括连接在交流电源和输入电流控制电路之间的第一整流电路，所述第一整流电路包含在主电源电路中；连接到交流电源的第二整流电路，第二整流电路包含在副电源电路中；和连接到第二整流电路的平滑电路，平滑电路包含在第二电源电路中。此外，电源单元还可以包括连接在交流电源和第一整流电路之间的开关。

电源单元还可以包括连接在交流电源和输入电流控制电路之间的第一整流电路，所述第一整流电路包含在主电源电路中；连接到第一整流电路的输出端的反向电流防护二极管，所述反向电流防护二极管包含在副电源电路中；和连接到所述反向电流防护二极管的输出端的平滑电路，所述平滑电路包含在副电源电路中。

此外，在本发明的电源单元中，输入电流控制电路是升压变换器。另外，所述升压变换器包含电感元件，电感元件的一端连接到第一整流电路的一个输出端，连接在电感元件的另一端和主电源电路的输出端之间的二极管，连接在电感元件的另一端和第一整流电路的另一个输出端之间的开关元件，和连接在主电源电路的输出端和第一整流电路的另一个输出端之间的平滑电容器。

在本发明的电源单元中，输入电流控制电路是回扫变换器。另外，所述回扫变换器包含变压器，变压器的原边绕组的一端连接到第一整流电路的一个输出端，连接在原边绕组的另一端和第一整流电路的另一端之间的开关元件，连接在变压器的次边绕组的一端和主电源电路的输出端之间的二极管，和连接在主电源电路的输出端和次边绕组的另一端之间的平滑电容器。

优点

在本发明的电源单元中，除了具有通常被称为谐波电流抑制电路或功率因数改进电路这样的电路的主电源电路外，还包含没有谐波电流抑制电路或改进电路的副电源电路，虽然负载电流被从副电源单元取出，控制到主电源电路的输入电流，以使到主电源电路的输入电流和到副电源电路的输入电流之和的电流可以与到输入电流控制电路的输入电压大致成比例，因此，在作为整体的电源单元中，使输入电流大致为正弦波，结果是，抑制了谐波电流的产生，并且同时能够改进功率因数。

附图说明

图1是本发明的电源单元的一个实施例的电路图。

图2是表示图1中的电源单元的每个部分的电压或电流的示意波形图像的特征示意图，其中假设电源单元中只包含主电源电路。

图3是表示图1中的电源单元的每个部分的电压或电流的示意波形图像的特征示意图。

图4是本发明的电源单元的另一个实施例的电路图。

图5是本发明的电源单元的再一个实施例的电路图。

图6是表明图5中的电源单元中的输入电压和输入电流之间的关系特征示意图。

图7是表明相关电源单元中输入电压和输入电流之间的关系的特征示意图。

图8是本发明的电源单元的另一个实施例的电路图。

图9是本发明的电源单元的另一个实施例的电路图。

图10是本发明的电源单元的另一个实施例的电路图。

参考标记

10、20、30、40、50、和60：电源单元

11、41、和61：主电源电路

12、42、和62：输入电流控制电路

13和63：控制电路

14、21、和64：副电源电路

AC：交流电源

SW：开关

D1：全波整流器(第一整流电路)

C1：噪声抑制电容器

L1：电感元件

D2：二极管

Q1：开关元件

R1和R2：电阻器(电路电流检测装置)

C2：平滑电容器

D3和D4：二极管(第二整流电路或反向电流防护二极管)

C3：平滑电容器(平滑电路)

T1：变压器

N1：原级绕组

N2：次级绕组

具体实施方式

实施例1

图1是本发明的电源单元一个实施例的电路图。在图1中，电源单元10包含主电源电路11和副电源电路14。主电源电路11通过开关SW连接到交流电源AC。副电源电路14直接连接到交流电源AC，而不通过开关SW。

此外，在需要时，诸如直流-直流变换器等之类的另一个电源电路被连接到主电源电路11和副电源电路14的输出侧，以便各获得所需的输出电压。由于它不是本发明的发明点，在此省略对其描述。此外，包括的每个电源电路可以被称为主电源电路和副电源电路。

开关SW用于接通和断开主电源电路11。在待机期间，以断开主电源电路11的方式，只将电流提供给副电源电路，于是，能够减少在待机期间的功率消耗。此外，虽然希望在本实施例中包含开关SW，开关SW并不是必不可少的，并且主电源电路11可以被直接连接到交流电源AC。

首先，假设不包含副电源电路14，描述主电源电路11的结构和操作。主电源电路11包含作为第一整流电路的全波整流器D1，噪声抑制电容器C1，和输入电流控制电路12。全波整流器D1的一个输入端通过开关SW连接到交流电源AC的一端，另一个输入端连接到交流电源AC的另一端。全波整流器D1的两个输出端连接到输入电流控制电路12。输入电流控制电路12的输出构成主电源电路11的输出。然后，噪声抑制电容器C1连接在全波整流器D1的两个输出端之间。与在60Hz交流电源中用作平滑的电容器相比，电容器C1的容量足够小，并且由于交流电源的频率改变而实际上没有平滑变化的功能。

输入电流控制电路12通常被称为谐波电流控制电路或功率因数改进电路，并且由电感元件L1，二极管D2，开关元件Q1，电阻器R1，平滑电容器C2，和控制电路13构成。输入电流控制电路12基本上是一个升压变换器(升压斩波电路)，并且电感元件L1的一端连接到全波整流器D1的一个输入端，另一端连接到二极管D2的阳极。二极管D2的阴极连接到主电源电路11的一个输出端。电感元件L1的另一端，即到二极管D2的连接点，被连接到开关Q1的一端。开关Q1的另一端连接到主电源电路11的另一个输出端，并且通过电阻器R1同时连接到全波整流器D1的另一个输出端。然后，平滑电容器C2连接在二极管D2的阴极和开关Q1的另一端。

在输入电流控制电路12中，由要接通和断开的控制电路13来控制开关Q1。控制电路13连接到电感元件L1的一端(点a)以检测输入电压。此外，控制电路13连接到电阻器R1的两端(从全波整流器D1侧起的点b和点c)，然后，检测在电阻器R1两端的电位，并且根据它们之间的差检测流经电阻器R1的电流量。此外，控制电路13还连接到二极管D2的阴极(点d)，以检测输入电流控制电路12的输出电压。此外，该控制电路13是通用控制电路，并且经常被看作是用于谐波电流控制或功率因数改进的IC产品，象例如德州仪器公司(Texas Instrument Incorporated)的UC1854和Fairchild Corporation的ML4821。

参考图2描述假设仅包含所构成的主电源电路的电源单元10的操作。图2示出了电源单元10的每个部分的电压或电流的示意波形图像，并且与其实际的波形相比对其进行了较大的简化。

在主电源电路11中，当交流电源的电压是如图2中的Vac所示的正弦波时，由于在全波整流器D1的输出中没有连接平滑电容器，由全波整流器D1全波整流的、并且由图2中的Va所示的电压被大致照其原样施加到输入电流控制电路12。在输入电流控制电路12中，由控制电路13以比交流电源的频率高得多的频率对开关元件Q1进行切换。如果假设交流电流的频率是50Hz或60Hz，开关元件Q1的开关频率变为大约例如60kHz。这样，每当切换时，与电感元件L1的一端的电压对应的电流流入电感元件L1，并且升压电压输出到二极管D2的阴极并且被平滑。这种情况下，到输入电流控制电路12的输入电流宏观上变为与正弦波的绝对值对应的电流，该正弦波的绝对值大致与如图2中的Ia所示的输入电压Va成正比。因此，流入全波整流器D1的电流，即主电源电路11的输入电流变为与如图2中的Iac所示的输入电压大致成正比的正弦波的电流。结果是，抑制了谐波电流的产生，同时改进了功率因数。

此外，宏观上讲，电流值中存在着与开关元件Q1的开关周期对应的较小的上和下变化。噪声抑制电容器C1可以或多或少地平滑电流值中的上和下变化，但不能完全消除。

在此，更详细地描述控制电路13的操作。控制电路13中包含一个大约60kHz的振荡电路，并且与从振荡电路输出的信号同步地接通开关元件Q1。

首先，假设开关元件Q1处在接通状态。此时，电流流经电感元件L1和开关元件Q1并且随着时间的推移而增加。控制电路13检测输入电流控制电路12的输入电压和流入电阻器R1的电流。这种情况下，流入电阻器R1的电流等于流入电感元件L1的电流，由于流入电感元件L1的电流是到主电源电路11的输入电流，可以理解，控制电路13检测到主电源电路11的输入电流。因此，电阻器R1变为本发明的电路电流检测装置。

由于流入电阻器R1的电流等于流入电感元件L1的电流，同时开关元件Q1被接通，流入电阻器R1中的电流以与流入电感元件L1的电流相同的方式增加。当流入电阻器R1中的电流达到与此时的输入电压大致成正比的值时(下文称该电流为设置值)，控制电路13断开开关元件Q1。

由于电流的设置值与输入电压成正比，例如当输入电压低时电流的设置值为低，当输入电压高时电流的设置值也变高，这取决于交流电源的电压的相位。另外，该设置值根据主电源电路11的输出电流而增加和降低。就是说，当输出电流小时(主电源电路具有轻负载时)，该设置值变低，相反，当输出电流的平均值较大时(主电源电路具有重负载)，该设置值与此一致变高。以控制电路13检测输入电流控制电路12的输出电压并且增加和降低电流的设置值以便将输出电压维持为恒定值的方式进行控制。

当断开开关元件Q1，流入电感元件L1中的电流降低时，与此一致，流入电阻器R11中的电流也降低。虽然当电流照其原样流动时流入电感元件L1中的电流最终变为零，由于使开关元件Q1以固定周期接通，在电流实际变为零前由控制电路13接通开关元件Q1。当接通开关元件Q1时，电流开始再次流入电感元件L1和电阻器R1，并且重复上述操作。

此外，在上面的描述中，虽然是假设流入电感元件L1的电流不变为零的连续型电流，也可以考虑流入电感元件L1的电流一旦变为零时，通过触发来接通开关元件并且电流开始再次流动的临界型电流，和在电流已经变为零后电流为零的周期持续一段时间，然后接通开关并且电流开始再次流动的非连续型电流，在与谐波电流控制和功率因数改进有关的实际操作中没有什么不同。此外，可以根据主电源电路11中的负载状态切换这些模式。

这样，当由控制电路13执行开关元件Q1的切换时，到输入电流控制电路12的输入电流与输入电压大致成正比。由于到输入电流控制电路12的输入电流是来自输入全波整流器D1的交流电源的电流，因此抑制了谐波电流的产生。此外，改进了功率因数。

接下来，描述包含副电源电路14的电源单元10。副电源电路14包含作为半波整流型的第二整流电路的二极管D3和作为平滑电路的电容器C3。二极管D3的阳极连接到交流电源AC的一端，阴极连接到副电源电路14的一个输出端。平滑电容器C3的一端连接到二极管D3的阴极，另一端连接到副电源电路14的另一个输出端。虽然电容器C3的另一端也按照相关技术连接到交流电源AC的另一端，在本发明中，电容器C3的另一端连接到主电源电路11的开关元件Q1的另一端。就是说，电容器C3的另一端通过电阻器R1和主电源电路11的全波整流器D1连接到交流电源AC的另一端。

此外，在副电源电路14中，当进行上述连接时，不仅是作为第二整流电路的二极管D3，而且还有主电源电路11的全波整流器D1的一部分起到副电源电路14的整流电路的作用。

下面参考图3描述包括以这种方式构成的副电源电路14的电源单元10的操作。以与图2相同的方式，图3示出了电源单元10的每个部分的电压或电流的示意波形图像，与它们的实际波形相比，对它们进行了较大的简化。此外，由于由图3中的Vac和Va所示的电压波形与图2中的相同，在此省略对它们的描述。

副电源电路14包含半波整流型的第二整流电路和平滑电路，并且不包含与谐波电流抑制电路对应的电路。因此，从交流电源AC流入副电源电路14的电流是交流电流频率的一个周期中的半个周期中的任何半个周期，并且被限定在交流电压的幅度较大的周期，此后，流动的电流变为脉冲形状，如图3中的Id3所示。副电源电路14的输出电流越大，脉冲的高度越高。

然而，从副电源电路14返回交流电源AC侧的电流流经输入电流控制电路12的电阻器R1。就是说，流到主电源电路11的输入电流和从交流电源AC流到副电源电路14的输入电流之和的电流流入电阻器R1。然后，在输入电流控制电路12中，进行开关元件Q1的切换，以使所述电流之和可以变为与输入电压Va大致成比例的值。因此，从主交流电源AC流到主电源电路11的电流与流到副电源电路14的电流Id3之和的电流变为与到输入电流控制电路12的输入电压Va大致成比例，然后抑制谐波电流的产生并同时改进功率因数。

具体地讲，首先，在没有电流从交流电源AC流到副电源电路14的周期期间，获得与副电源电路14不存在的情况下相同的波形。就是说，输入电流控制电路12仅对主电源电路11起到谐波电流抑制电路的作用。

然后，如同图3中的Ia所示的波形，结果是，输入电流控制电路12工作，以使从交流电源AC流到主电源电路11的电流可以只在存在从交流电源AC流到副电源电路14的电流的周期期间降低。这种情况下，输入电流控制电路12对主电源电路11起不到谐波电流抑制电路的作用。然后，以这种方式，到主电源电路11的输入电流与到副电源电路14的输入电流之和的电流变为作为与输入电压Va大致成比例的正弦波的绝对值的电流。因此，从交流电源AC流到电源单元10的电流变为与图3中的Iac所示的输入电压大致成比例的正弦波电流。结果是，抑制了谐波电流的产生并且同时改进了功率因数。

此外，如同图3中的Ia所示的波形，当到主电源电路11的输入电流仅仅降低时，即使是临时的，输出电流也降低。然而，实际上，与构成使开关元件Q1在输入电流控制电路12中断开的条件的输入电压成比例的电流值(设置值)作为整体增加，到主电源电路11的输入电流在没有到副电源电路14的输入电流周期期间增加，在交流电源的一个周期期间流到主电源电路11的总电流不改变，因此，不存在来自主电源电路11的输出电流变得不足的情况。

实施例2

图4是本发明的电源单元另一个实施例的电路图。在图4中，相同的参考标记被赋予与图1中相同或等同的部分，并且省略对其进行描述。

在图4所示的电源单元20中，以使二极管D4的阴极连接到二极管D3的阴极的方式将二极管D4包含在二极管D3的阴极和交流电源AC的另一端之间。由二极管D3和二极管D4构成全波型整流的第二整流电路，由第二整流电路和电容器C3构成副电源电路21。此外，除了副电源电路21中包含的第二整流电路是全波型整流外，电源单元20与图1所示的电源单元10不同。

在以这种方式构成的电源单元20中，仅当输入电压的幅度在交流电源频率的一个周期中的两个半个周期中都大时，电流流到副电源电路21。然后，以与电源单元10完全相同的方式，从交流电源AC流到主电源电路11的电流与流到副电源电路21的电流之和的值变为与到输入电流控制电路12的输入电压大致成比例。因此，与交流电源AC的电压成比例的输入电流作为整体流到电源单元20，结果是，抑制了谐波电流的产生并且同时改进了功率因数。

实施例3

图5是本发明的电源单元另一个实施例的电路图。在图5中，相同的参考标记被赋予与图1中相同或等同的部分，并且省略对其进行描述。

在图5所示的电源单元30中，主电源电路11直接连接到交流电源AC，而不经过开关。另外，副电源电路14中的二极管D3的阳极连接到全波整流器D1的一个输出端。就是说，在副电源电路14中，以在全波整流器D1中进行全波整流以通过二极管D3，然后由电容器C3平滑后的脉动电压的方式获得输出。虽然副电源电路14的电路结构与图1所示的电源单元10中的结构相同，但二极管D3不是起整流器的作用，而是起到防止因电容器C3中的电压充电而使电流以反方向流到全波整流器D1的反向电流防护二极管的作用。

在以这种方式构成的电源单元30中，虽然仅当输入电压的幅度在交流电源频率的一个周期中的两个半个周期中都大时，电流流到副电源电路21，以与电源单元10和20完全相同的方式，从交流电源AC流到主电源电路11的输入电流与流到副电源电路21的输入电流之和的电流变为与到输入电流控制电路12的输入电压大致成比例。因此，与交流电源AC的电压大致成比例的输入电流作为整体流到电源单元30，结果是，抑制了谐波电流的产生并且同时改进了功率因数。

在图6中，通过把输入电压和已经在电源单元30中测量的输入电流之间的关系分成主电源电路11具有重负载的情况和主电源电路11具有轻负载的情况来表示输入电压和已经在电源单元30中测量的输入电流之间的关系。主电源电路11具有重负载是指负载电流较大，并且在相关电路中，它是指到副电源电路的输入电流在整个输入电流中所占的比例较小，并且很难产生谐波电流。相反，主电源电路11具有轻负载是指负载电流较小，并且它是指到副电源电路的输入电流在整个电流中所占的比例，并且相对容易地产生谐波电流。此外，为了比较，在图7中，也是在副电源电路31中的平滑电容器C3的另一端连接到全波整流器D1的另一个输出端的情况下，通过将输入电压和输入电流之间的关系分成主电源电路具有重负载的情况和主电源电路具有轻负载的情况来表示输入电压和输入电流之间的关系。该电路与副电源电路直接连接到交流电源和整流电路是全波整流型的电路基本相同，并且认为该电路以与相关电路相同的方式工作。

首先，在相关电路中，当主电源电路具有重负载时，如图7(a)所示，开关电源电路的输入电流变为与输入电压的正弦波对应的电流波形。由到副电源电路的输入电流在电流波形顶部引起突出部分。此外，开关元件的开关频率大约是交流电源的频率的1000倍，并且由于由噪声抑制电容器将频率的分量平滑到某个程度，抑制了电流波形中较小的上和下变化，并且在所示的波形中很难看到变化。

此后，当主电源电路的负载变轻并且到副电源电路的输入电流相对增加时，如图7(b)所示，主电源电路的输入电流降低，结果是，突出了由副电源电路的输入电流在电流波形的顶部引起的突出部分。这种情况下，与主电源电路具有重负载的情况相比，可以理解，谐波电流增加并且功率因数变差。

另一方面，在电源单元30的情况下，当主电源电路具有重负载时，如图6(a)所示，开关电源电路的输入电流变为与输入电压的正弦波对应的电流波形。虽然由副电源电路的输入电流在电流波形的顶部引起突出部分，可以理解，与图6(a)相比，由副电源电路的输入电流在电流波形的顶部引起的突出部分较小。就是说，即使主电源电路具有重负载，可以理解，能够抑制谐波电流并改进功率因数。

此后，在主电源电路的负载变轻并且到副电源电路的输入电流相对增加时，如图6(b)所示，主电源电路的输入电流降低，结果是，突出了由副电源电路的输入电流在电流波形的顶部引起的突出部分。然而，可以理解，与图7(b)所示相比较，电流波形顶部的突出较小。就是说，即使主电源电路的负载较轻，可以理解，能够抑制谐波电流并改进功率因数。

以这种方式，在电源单元30中，可以理解，与相关电路相比，抑制了谐波电流的产生并且改进了功率因数。

此外，在图4所示的电源单元20中，由于副电源电路的第二整流电路为全波型整流的点与电源单元30中的相同，虽然省略了图示，在实际的实施例中可以获得相同结果。

另一方面，在图1所示的电源单元10中，第二电源电路的第二整流电路为半波型整流。与电源单元30不同，在交流电源的每半个周期产生副电源电路的输入电流。因此，虽然也省略了该图示，交流的半个周期与电源单元30中具有相同波形，由于在剩余的半个周期期间副电源电路实际上不存在，电流波形变为与电压波形大致成比例的正弦波。

实施例4

图8是本发明的电源单元另一个实施例的电路图。在图8中，相同的参考标记被赋予与图1中相同或等同的部分，并省略对它们的描述。

在图8所示的电源单元40中，包含变压器T1，取代了电源单元10中的电感元件L1，并且变压器T1的原边绕组N1布置在电感元件L1被放置在电源单元10中的位置。那么，电源单元10中的二极管D2和平滑电容器C2连接到变压器T1的次边绕组N2，以便在次边绕组侧形成整流平滑电路。还是在这种情况下，由变压器T1、开关元件Q1、电阻器R1、二极管2、平滑电容器C2、和控制电路13构成输入电流控制电路42。在输入电流控制电路42中，当电流流入原边绕组N1时能量基本上存储在变压器T1中，而当电流没有流入原边绕组时，电流流入次边绕组并且取出存储的能量，构成了回扫变换器。然后，当把作为第一整流电路的全波整流器D1和噪声抑制电容器C1加到此时，构成主电源电路41。

此外，控制电路13还连接到作为二极管D2的阴极的点d，以检测输出电压。然而，由于二者都位于变压器T1的原边绕组和次边绕组侧上，需要以某种方式电绝缘来连接它们。

除此之外，电源单元40与电源单元10相同。同样是在副电源电路14的结构中，电容器C3的另一端以电容器C3的另一端连接到开关元件Q1的另一端的方式通过电阻器R1和主电源单元41的全波整流器D1连接到交流电源AC的另一端。

除了输入电流控制电路42被构成为回扫变换器之外，以这种方式构成的电源单元40与电源单元10相同。就是说，如果没有副电源单元14，输入电流控制电路42起到主电源电路41的谐波电流抑制电路的作用，并使来自交流电源的输入电流大致为正弦波，以抑制谐波电流的产生。另外，当存在副电源电路14并且电流流到副电源电路14时，控制到主电源电路41的输入电流，以使流到主电源电路41的电流和从交流电源流到副电源电路14的电流之和可以大致为正弦波。结果是，抑制了谐波电流的产生并且同时改进了功率因数。

实施例5

图9是本发明的电源单元另一个实施例的电路图。在图9中，相同的参考标记被赋予与图1中相同或等同的部分，并且省略对其进行描述。

在图9所示的电源单元50中，主电源电路41直接连接到交流电源AC，而不经过开关。另外，副电源电路14中的二极管D3的阳极连接到全波整流器D1的一个输出端。就是说，以可以由二极管D3组成的第二整流电路对已经由全波整流器D1整流的交流电源的电压整流并且由电容器C3平滑的方式构成副电源电路14。

另外，在以这种方式构成的电源单元50中，虽然仅当到交流电源的频率的一个周期中的两个半个周期中输入电压的幅度都为大时电流流到副电源电路14，从交流电源AC流到主电源电路41的电流与流到副电源电路14的电流之和的电流以与电源单元40的情况完全相同的方式变为与到输入电流控制电路42的输入电压大致成比例。因此，与交流电源AC的电压大致成比例的电流流到电源单元50，结果是，抑制了谐波电流的产生并且同时改进了功率因数。

实施例6

图10是本发明的电源单元的另一个实施例的电路图。在图10中，相同的参考标记被赋予与图1中相同或等同的部分，并且省略对其进行描述。

在图10所示的电源单元60中，在主电源电路61中的输入电流控制电路62中包含控制电路63来取代电源单元10中的控制电路13。在控制电路63中，除了控制电路13的结构外，增加了两个输入端。除此之外，主电源电路61与电源单元10的主电源电路11相同。

另外，在电源单元60，副电源电路64直接连接到交流电源AC。然后，除了由二极管D3组成的第二整流电路和平滑电容器C3外，副电源电路64包含电阻器R2。电阻器R2包含在电容器C3的另一端和交流电源AC的另一端之间。因此，与流经二极管D3的电流相同的电流，即到副电源电路64的输入电流流经电阻器R2，并且在两端(点e和点f)之间获得与流动电流对应的电压。然后，两个端之间的电压连接到已经加在控制电路63中的两个输入端。

如上所述，电阻器R2两端之间的电压被输入到控制电路63。因此，控制电路63能够检测从交流电源AC到副电源电路64的输入电流量。然后，控制电路63不仅检测流经R21的电流，而且检测流经电阻器R2的电流，使其根据二者之和控制开关元件Q1的切换。因此，结果是，与电源单元10中的控制电路13进行相同的控制。

这样，在本发明中，通过以某种方式检测流到副电源电路的电流和通过根据流到副电源电路的电流的增加值和流到主电源电路的电流来控制主电源道路的电流，能够获得抑制谐波电流和改进功率因数的目的。

此外，在上述每个实施例中，虽然使用电阻器作为电路电流检测装置，也可以使用例如诸如电流线圈之类的其它装置。

Claims

1.一种电源单元，包括：

主电源电路和副电源电路，二者连接到交流电源；

所述主电源电路包括：输入电流控制电路；和连接在该输入电流控制电路和交流电源之间的第一整流电路；

所述副电源电路包括：连接到交流电源的第二整流电路；和连接到第二整流电路的输出端的平滑电路；

所述输入电流控制电路包括：到主电源电路的输入电流和到副电源电路的输入电流之和的电流流入的电路电流检测装置；和控制到主电源电路的输入电流，以使流入所述电路电流检测装置的电流成为大致与到所述输入电流控制电路的输入电压成比例的正弦波的电流，因而抑制流入所述电路电流检测装置的谐波电流的控制电路。

2.根据权利要求1所述的电源单元，还包括：

连接在交流电源和第一整流电路之间的开关。

3.根据权利要求1或2所述的电源单元，其中所述副电源电路还包括：连接到第一整流电路的输出端的反向电流防护二极管；和

连接到所述反向电流防护二极管的输出端的平滑电路。

4.根据权利要求1或2所述的电源单元，其中输入电流控制电路是升压变换器。

5.根据权利要求3所述的电源单元，其中输入电流控制电路是升压变换器。

6.根据权利要求4所述的电源单元，其中所述升压变换器包含电感元件，所述电感元件的一端连接到第一整流电路的一个输出端，连接在电感元件的另一端和主电源电路的一个输出端之间的二极管，连接在电感元件的另一端和第一整流电路的另一个输出端之间的开关元件，和连接在主电源电路的一个输出端和第一整流电路的另一个输出端之间的平滑电容器。

7.根据权利要求5所述的电源单元，其中所述升压变换器包含电感元件，所述电感元件的一端连接到第一整流电路的一个输出端，连接在电感元件的另一端和主电源电路的一个输出端之间的二极管，连接在电感元件的另一端和第一整流电路的另一个输出端之间的开关元件，和连接在主电源电路的一个输出端和第一整流电路的另一个输出端之间的平滑电容器。

8.根据权利要求1或2所述的电源单元，其中输入电流控制电路是回扫变换器。

9.根据权利要求3所述的电源单元，其中输入电流控制电路是回扫变换器。

10.根据权利要求8所述的电源单元，其中所述回扫变换器包含变压器，所述变压器原级绕组的一端连接到第一整流电路的一个输出端，连接在原级绕组的另一端和第一整流电路的另一端之间的开关元件，连接在变压器的次级绕组的一端和主电源电路的输出端之间的二极管，和连接在主电源电路的输出端和次级绕组的另一端之间的平滑电容器。

11.根据权利要求9所述的电源单元，其中所述回扫变换器包含变压器，所述变压器原级绕组的一端连接到第一整流电路的一个输出端，连接在原级绕组的另一端和第一整流电路的另一端之间的开关元件，连接在变压器的次级绕组的一端和主电源电路的输出端之间的二极管，和连接在主电源电路的输出端和次级绕组的另一端之间的平滑电容器。