CN203933383U - 一种pfc控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种PFC控制电路，包括电压采样电路、阻抗变换电路、交流欠压滞回比较电路、交流过压滞回比较电路、交流欠压反向电路、PFC控制芯片、驱动电路、继电器控制电路；所述电压采样电路、阻抗变换电路、交流欠压滞回比较电路、交流欠压反向电路依次串行连接，所述交流过压滞回比较电路连接于阻抗变换电路的输出端，所述交流欠压反向电路和交流过压滞回比较电路分别通过第一二极管和第二二极管与继电器控制电路相连接；所述PFC控制芯片的控制输出端连接于所述驱动电路的输入端，所述继电器控制电路的输入端连接所述第三二极管的负极，第三二极管的正极连接于PFC控制芯片的控制输出端。本实用新型PFC控制电路能防止PFC烧毁。

Description

一种PFC控制电路

技术领域

本实用新型涉及开关电源领域，特别是涉及一种PFC控制电路。

背景技术

PFC就是“功率因数校正”的意思，主要用来表征电子产品对电能的利用效率。功率因数越高，说明电能的利用效率越高。

PFC有两种，一种是无源PFC(也称被动式PFC)，一种是有源PFC(也称主动式PFC)。无源PFC一般采用电感补偿方法使交流输入的基波电流与电压之间相位差减小来提高功率因数，但无源PFC的功率因数不是很高，只能达到0.7～0.8；有源PFC由电感电容及电子元器件组成，体积小，可以达到很高的功率因数。

在现有的有源PFC开关电源电路中，当交流过压或欠压时会断开输入端的继电器，使输入电源与PFC断开，通过限流电阻或串入的输入母线进行限流(有的用热敏电阻等)。虽然此时输入端的继电器断开了，但是有源PFC还在正常工作状态，电路损耗大是一方面，更重要的是，此时输入电压处于异常状态，因此，此时PFC工作在一个比较危险的状态下，很容易将PFC的主功率管、主控制芯片及其他一些重要器件损坏掉。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种在过欠压时，能够有效防止PFC损坏的PFC控制电路。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种PFC控制电路，包括电压采样电路、阻抗变换电路、交流欠压滞回比较电路、交流过压滞回比较电路、交流欠压反向电路、PFC控制芯片、驱动电路、继电器控制电路、第一二极管、第二二极管和第三二极管；所述电压采样电路、阻抗变换电路、交流欠压滞回比较电路、交流欠压反向电路依次串行电连接，所述交流过压滞回比较电路的输入端连接于阻抗变换电路的输出端，交流欠压反向电路的输出端连接第一二极管的负极，第一二极管的正极连接于所述继电器控制电路的输入端，所述交流过压滞回比较电路的输出端连接第二二极管的负极，第二二极管的正极连接于所述继电器控制电路的输入端；所述PFC控制芯片的控制输出端连接于所述驱动电路的输入端，所述继电器控制电路的输入端连接所述第三二极管的负极，第三二极管的正极连接于PFC控制芯片的控制输出端。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型PFC控制电路通过阻抗变换电路、交流欠压滞回比较电路、交流过压滞回比较电路和交流欠压反向电路对采集到的输入电压值进行处理，当输入电压过压或欠压时，控制继电器控制电路断开输入电压，同时，本实用新型通过第三二极管将继电器控制电路的输入端连接于PFC控制芯片的控制输出端，使继电器控制电路断开输入电压的同时拉低PFC控制芯片的驱动信号，使PFC主功率器件处于关闭状态，从而保护PFC控制芯片和PFC主功率器件。

附图说明

图1为本实用新型一实施方式中PFC控制电路的电路连接框图；

图2为本实用新型一实施方式中交流过欠压保护模块的电路原理图；

图3为本实用新型一实施方式中PFC模块的电路原理图；

主要标号说明：

10-电压采样电路；11-阻抗变换电路；12-交流欠压滞回比较电路；13-交流欠压反向电路；14-第一二极管；15-继电器控制电路；16-第二二极管；17-交流过压滞回比较电路；20-PFC控制芯片；21-驱动电路；22-第三二极管。

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

本实用新型最关键的构思在于：通过阻抗变换电路11、交流欠压滞回比较电路12、交流过压滞回比较电路17和交流欠压反向电路13控制继电器控制电路15，同时，当继电器控制电路15断开时，通过第三二极管22拉低PFC控制芯片20的驱动信号，从而保护PFC控制芯片20和PFC主功率器件。

本新型所涉及到的名词解释

阻抗变换电路：阻抗变换电路主要用来增大输入端阻抗，降低输出端阻抗，可以起到中间隔离级的作用，提高输出端的带载能力；

交流欠压滞回比较电路：滞回比较电路是从输出端引入一个电阻分压支路到同相输入端，当输入电压逐渐增大触发上限阀值电平时，输出电压就会跳转到另外一个电平，当输入电压降低时，滞回比较回路又会恢复到之前的电平。交流欠压滞回比较电路就是在输入端电压慢慢变化时，当输入端电压达到其阀值时输出电平就会跳转到另外一个电平，当输入电压再降低到一定值时，滞回比较电路的输出电平就恢复到原来的电平；

交流过压滞回比较电路：当交流过压时，采集到的输入端的电压会达到滞回比较器的阀值使输出电平跳转，当输入电压降低到一定的值时，滞回比较电路的输出电平就恢复到原来的电平；

交流欠压反向电路：作为一个电平转换，如果输入电平为高电平则输出一个低电平，如果输入电平为低电平则输出一个高电平。

请参阅图1，一种PFC控制电路，包括交流过欠压保护模块和PFC模块，交流过欠压保护模块通过信号线SD-PFC与PFC模块连接；

所述交流过欠压保护模块包括电压采样电路10、阻抗变换电路11、交流欠压滞回比较电路12、交流过压滞回比较电路17、交流欠压反向电路13、继电器控制电路15、第一二极管14和第二二极管16；所述PFC模块包括PFC控制芯片20、驱动电路21和第三二极管22；

所述电压采样电路10、阻抗变换电路11、交流欠压滞回比较电路12、交流欠压反向电路13依次串行电连接，所述交流过压滞回比较电路17的输入端连接于阻抗变换电路11的输出端，交流欠压反向电路13的输出端连接第一二极管14的负极，第一二极管14的正极连接于所述继电器控制电路15的输入端，所述交流过压滞回比较电路17的输出端连接第二二极管16的负极，第二二极管16的正极连接于所述继电器控制电路15的输入端；

所述PFC控制芯片20的控制输出端连接于所述驱动电路21的输入端，所述继电器控制电路15的输入端即所述SD-PFC连接所述第三二极管22的负极，第三二极管22的正极连接于PFC控制芯片20的控制输出端。

请参阅图2和图3，其中，所述电压采样电路10由D1、D2、R1和R2组成，阻抗变换电路11为U1-A，交流欠压滞回比较电路12为U2-A，交流过压滞回比较电路17为U3-A，交流欠压反向电路13为U2-B，第一二极管14为D3，第二二极管16为D4；

所述电压采样电路10通过R3限流电阻与阻抗变换电路11U1-A的正向输入端相连接，所述阻抗变换电路U1-A的输出端与所述交流欠压滞回比较电路U2-A和交流过压滞回比较电路U3-A的输入端的分压电阻相连接，交流欠压滞回比较电路U2-A的输出端与交流欠压反向电路U2-B的输入端相连接，所述交流欠压反向电路U2-B的输出与第一二极管D3的负极相连，所述交流过压滞回比较电路U3-A的输出与第二二极管D4的负极相连，第一二极管D3、第二二极管D4的正极连接于所述继电器控制电路的输入端，所述继电器控制电路用于接通或断开PFC的输入电源。

本实施方式中，所述PFC控制电路的工作原理为：当交流输入电源欠压时，交流欠压信号由电压采样电路10的D1、D2、R1、R2采集后通过限流电阻R3送到阻抗变换电路U1-A，经过U1-A阻抗变换之后送到交流欠压滞回比较器U2-A的反向输入端，该信号与U2-A同向端的基准电压VREF-2V5进行比较放大后输出一个高电平，该高电平再经过交流欠压反向电路U2-B与同向端的VREF-2V5进行比较输出一个低电平，该低电平通过第一二极管D3与第三二极管D401将PFC控制芯片20的输出驱动信号拉低，使驱动信号一直处于低电平的状态；同理，当交流输入电源过压时，电压采样电路10采集所述电源过压信号后送到阻抗变换电路U1-A，经U1-A阻抗变换之后送到交流过压滞回比较电路U3-A的反射输入端，该信号与U3-A同向端的基准电压VREF-2V5进行比较放大后输出一个低电平，该低电平通过第二二极管D4与第三二极管D401将PFC控制芯片20的输出驱动信号拉低，使驱动信号一直处于低电平的状态。因此，当输入电源过压或欠压时，所述继电器控制电路15都会切断输入电源，同时通过第三二极管22将PFC控制芯片20的输出驱动信号拉低，使驱动信号一直处于低电平状态，以至于有源PFC不工作，从而保护PFC控制芯片20和PFC主功率器件。

以上实施方式可以看出，本实用新型通过第三二极管D401将PFC控制芯片20的输出驱动信号拉低，实现交流过欠压时对PFC模块的保护。在输入交流电压正常时，交流欠压反向电路U2-B与交流过压滞回比较电路U3-A输出高电平，第一二极管D3和第二二极管D4起隔离作用，第三二极管D401的负极输入为高电平，第三二极管D401起隔离作用，因此在U4控制芯片ICE3PCS02正常工作时。其输出的驱动电平不受SD_PFC的影响。

进一步的，在上述实施方式中，为提高交流过欠压保护模块和PFC模块的运行稳定性，所述第一二极管D3和第二二极的正极D4的正极通过一限流电阻连接于内部直流电源的正极。

在本实施方式中，为提高电路的反应速度，使电路在过欠压时能够及时的切断输入电源和拉低PFC模块，所述第一二极管14、第二二极管16和第三二极管22为肖特基二极管。同时，在本实施方式，所述驱动电路21的主功率器件为场效应管。

在本实施方式中，所述PFC控制芯片20为ICE3PCS02芯片，所述交流欠压滞回比较电路12、交流过压滞回比较电路17和交流欠压反向电路13所用芯片为LM358运算放大器芯片，因每个LM358运算放大器包含两个放大器，所述交流过欠压保护模块至少要使用两个LM358运算放大芯片。所述SD-PFC信号线通过第三二极管D401与限流电阻与ICE3PCS02控制芯片的8脚相连接，其中，PFC控制芯片20输出驱动电路21受ICE3PCS02的1脚输入的PFC_ISENSE信号及6脚输入的VSENSE信号和7脚输入的VOP信号控制。

作为一较佳实施例，所述交流欠压滞回比较电路U2-A、交流欠压反向电路13U2-B和交流过压滞回比较电路U3-A的同向输入端所接的基准电压相同，都为基准电压VREF_2V5。

综上所述，本实用新型PFC控制电路包括交流过欠压保护模块和PFC模块，所述交流过欠压保护电路由至少两个LM358运算放大器构成；所述PFC控制芯片20为ICE3PCS02控制芯片，当输入电源过压或欠压时，过欠压保护模块控制继电器控制电路15断开输入电源，同时通过第三二极管22将PFC模块拉低，从而有效保护PFC控制芯片20和PFC主功率器件安全，进一步的，本实用新型中第三二极管22为肖特基二极管，电路响应及时，能够在PFC控制芯片20和PFC主功率器件未受异常电流冲击前就将其电压拉低；进一步的，本实用新型中第一二极管14和第二二极管16的正极通过一限流电阻连接于电源正极，电路稳定性强，能够有效滤除电源电压在一定范围内波动对第一二极管14和第二二极管输出造成的干扰；同时，本实用新型通过第三二极管D401便可以在交流过欠压时保护后级的PFC，不用改变整个电路的架构，不影响电路的各种特征。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种PFC控制电路，其特征在于，包括电压采样电路、阻抗变换电路、交流欠压滞回比较电路、交流过压滞回比较电路、交流欠压反向电路、PFC控制芯片、驱动电路、继电器控制电路、第一二极管、第二二极管和第三二极管；

所述电压采样电路、阻抗变换电路、交流欠压滞回比较电路、交流欠压反向电路依次串行电连接，所述交流过压滞回比较电路的输入端连接于阻抗变换电路的输出端，交流欠压反向电路的输出端连接第一二极管的负极，第一二极管的正极连接于所述继电器控制电路的输入端，所述交流过压滞回比较电路的输出端连接第二二极管的负极，第二二极管的正极连接于所述继电器控制电路的输入端；

所述PFC控制芯片的控制输出端连接于所述驱动电路的输入端，所述继电器控制电路的输入端连接所述第三二极管的负极，第三二极管的正极连接于PFC控制芯片的控制输出端。

2.根据权利要求1所述的PFC控制电路，其特征在于，所述第一二极管和第二二极的正极通过一限流电阻连接于电源正极。

3.根据权利要求1所述的PFC控制电路，其特征在于，所述PFC控制芯片为ICE3PCS02芯片，所述三二极管的正极通过一限流电阻连接于ICE3PCS02芯片的第8引脚。

4.根据权利要求2或3所述的PFC控制电路，其特征在于，所述交流欠压滞回比较电路、交流过压滞回比较电路和交流欠压反向电路所用芯片为LM358运算放大器。

5.根据权利要求4所述的PFC控制电路，其特征在于，所述驱动电路的主功率器件为场效应管。

6.根据权利要求4所述的PFC控制电路，其特征在于，所述第三二极管为肖特基二极管。