CN205039699U - 具有功率因数补偿电路的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有功率因数补偿电路的装置，该装置包括主电路，所述主电路包括EMI滤波器、无源功率因数补偿电路、整流电路、开关电路、DC/DC变换器、整流输出电路、输出滤波器；所述EMI滤波器、无源功率因数补偿电路、整流电路、开关电路、DC/DC变换器、整流输出电路以及输出滤波器顺次连接；该装置电路简单，成本较低，功率因数补偿效果明显。采用二极管和电阻简易无源功率因数补偿电路，提高电源适配器功率因数，同时造价低廉，为其大面积推广使用铺平了道路。

Description

具有功率因数补偿电路的装置

技术领域

本实用新型涉及功率因数补偿电路技术领域，特别涉及一种具有功率因数补偿电路的装置。

背景技术

功率因素补偿电路，首先可以减少供电损耗，节约电费，然后提高用电设备利用率，再减少电压损失，降低电压波动，有效改善供电质量。即由于线路使用的导线存在着电阻，电流通过线路时，线路自身要产生有功功率损耗，其有功功率损耗又与电流平方成正比，线路在输送一定的有功功率时，线路的电流又与功率因数成正比。故线路在输送一定的有功功率时，线路自身产生的有功功率损耗与功率因数的平方成反比，提高功率因数就能降低线路的有功功率损耗，也就是节电。

目前市面上有各种电源适配器电路，有的产品根本就没有功率因素补偿，当然此电路也一样能正常供电，但不符合国家节能减排要求；有的使用主动PFC驱动电路实现；电路复杂且成本居高不下。

实用新型内容

基于上述问题，本实用新型实施例公开了一种具有功率因数补偿电路的装置。

技术方案如下：本实用新型实施例公开了一种具有功率因数补偿电路的装置，该装置包括主电路，所述主电路包括EMI滤波器、无源功率因数补偿电路、整流电路、开关电路、DC/DC变换器、整流输出电路、输出滤波器；所述EMI滤波器、无源功率因数补偿电路、整流电路、开关电路、DC/DC变换器、整流输出电路以及输出滤波器顺次连接；

其中，所述EMI滤波器由电磁干扰共模抑制电路以及电磁干扰差模抑制电路连接组成；所述无源功率因数补偿电路包括第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第一二极管BD1、第二二极管D1、第三二极管D2、第四二极管D3；所述第一电容C1与所述第二电容C2串联，所述第二电容C2与所述第三电容C3并联，所述第二二极管D1以及所述第四二极管D3分别通过导线与所述第二电容C2以及所述第三电容C3相连；所述第一二极管BD1一端与所述第一电容C1相连，另一端与所述第二电容C2与所述第四二极管D3的公共连接点相连；所述第三二极管D2一端与所述第二电容C2与所述第二二极管D1的公共连接点相连，另一端通过电阻R25与所述第三电容C3与所述第四二极管D3的公共连接点相连。

优选地：所述无源功率因数补偿电路与所述整流电路之间连接有浪涌电流抑制器。

优选地：还包括PWM脉冲宽度调制器，所述PWM脉冲宽度调制器通过副绕组供电电路与所述AC/DC交换器相连，并通过驱动电路与所述开关电路相连。

优选地：还包括稳压电路，所述稳压电路与所述输出滤波器以及所述PWM脉冲宽度调制器分别相连。

优选地：所述DC/DC变换器由开关管、续流二极管、整流二极管以及变压器连接组成。

根据本实用新型提供的具体实施例，本实用新型公开了以下技术效果：通过本实用新型实施例，可以实现一种具有功率因数补偿电路的装置，在一种实现方式下，该装置包括主电路，所述主电路包括EMI滤波器、无源功率因数补偿电路、整流电路、开关电路、DC/DC变换器、整流输出电路、输出滤波器；所述EMI滤波器、无源功率因数补偿电路、整流电路、开关电路、DC/DC变换器、整流输出电路以及输出滤波器顺次连接；该装置电路简单，成本较低，功率因数补偿效果明显。采用二极管和电阻简易无源功率因数补偿电路，提高电源适配器功率因数，同时造价低廉，为其大面积推广使用铺平了道路。

当然，实施本申请的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型一种具有功率因数补偿电路的装置的电路框图；

图2是本实用新型一种具有功率因数补偿电路的装置的无源功率因数补偿电路的电路图。

图中：EMI滤波器1、无源功率因数补偿电路2、整流电路3、开关电路4、DC/DC变换器5、整流输出电路6、输出滤波器7。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参见图1、图2示出了本实用新型一种具有功率因数补偿电路的装置，如图1、图2所示，所述装置包括主电路，所述主电路包括EMI滤波器1、无源功率因数补偿电路2、整流电路3、开关电路4、DC/DC变换器5、整流输出电路6、输出滤波器7；所述EMI滤波器1、无源功率因数补偿电路2、整流电路3、开关电路4、DC/DC变换器5、整流输出电路6以及输出滤波器7顺次连接；

其中，所述EMI滤波器1由电磁干扰共模抑制电路以及电磁干扰差模抑制电路连接组成；所述无源功率因数补偿电路2包括第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第一二极管BD1、第二二极管D1、第三二极管D2、第四二极管D3；所述第一电容C1与所述第二电容C2串联，所述第二电容C2与所述第三电容C3并联，所述第二二极管D1以及所述第四二极管D3分别通过导线与所述第二电容C2以及所述第三电容C3相连；所述第一二极管BD1一端与所述第一电容C1相连，另一端与所述第二电容C2与所述第四二极管D3的公共连接点相连；所述第三二极管D2一端与所述第二电容C2与所述第二二极管D1的公共连接点相连，另一端通过电阻R25与所述第三电容C3与所述第四二极管D3的公共连接点相连。

本实用新型的工作原理是：由于线路使用的导线存在着电阻，电流通过线路时，线路自身要产生有功功率损耗，其有功功率损耗又与电流平方成正比，线路在输送一定的有功功率时，线路的电流又与功率因数成正比。故线路在输送一定的有功功率时，线路自身产生的有功功率损耗与功率因数的平方成反比，提高功率因数就能降低线路的有功功率损耗，也就是节电。

该无源功率因数补偿电路工作时，各个部件的工作情况如下：

1、当UA＞UB时，BD1、D3、D2和D1均导通，UA就沿着C2→D2→R25→C3的串联电路给C2和C3充电，在此同时向负载提供电流。其充电时间常数很小，充电速度很快。

2、当UB达到UP时，C2、C3上的总电压UB＝UP；因C2、C3的容量相等。

3、故二者的压降均为UP/2。此时D2导通，而D3和D1被反向偏置而截止。

4、当UB从UP开始下降时，D2截止，立即停止对C2和C3充电。

5、当UB降至UP/2时，BD1、D2均截止，D1、D3被正向偏置而变成导通状态，C2、C3上的电荷分别通过D1、D3构成的并联电路进行放电，维持负载上的电流不变。

从上述1一直到上述3，都是由电网供电，除了向负载提供电流，还在上述1至上述2给C2和C3充电，仅在上述4由C2、C3上储存的电荷给负载供电。进入负半周后，在BD1导通之前，C2、C3仍可对负载进行并联放电，从而使负载电流保持恒定。

本申请还可以提供所述无源功率因数补偿电路与所述整流电路之间连接有浪涌电流抑制器。还包括PWM脉冲宽度调制器，所述PWM脉冲宽度调制器通过副绕组供电电路与所述AC/DC交换器相连，并通过驱动电路与所述开关电路相连。还包括稳压电路，所述稳压电路与所述输出滤波器以及所述PWM脉冲宽度调制器分别相连。所述DC/DC变换器由开关管、续流二极管、整流二极管以及变压器连接组成。

采用二极管和电阻简易无源功率因数补偿电路利用整流桥后面的补偿电路来大幅度增加整流管的导通角，使输入电流从尖峰脉冲变为接近于正弦波的波形，输入100-240V时均可以将功率因数提高到0.93左右，通过实验验证可以有效降低总谐波失真。其优点主要是电路简单，成本较低，功率因数补偿效果明显。

总之，通过本申请提供的具有功率因数补偿电路的装置，线路在输送一定的有功功率时，线路自身产生的有功功率损耗与功率因数的平方成反比，提高功率因数就能降低线路的有功功率损耗，采用二极管和电阻简易无源功率因数补偿电路，提高电源适配器功率因数，同时造价低廉，为其大面积推广使用铺平了道路。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (5)

1.一种具有功率因数补偿电路的装置，其特征在于，所述装置包括主电路，所述主电路包括EMI滤波器、无源功率因数补偿电路、整流电路、开关电路、DC/DC变换器、整流输出电路、输出滤波器；所述EMI滤波器、无源功率因数补偿电路、整流电路、开关电路、DC/DC变换器、整流输出电路以及输出滤波器顺次连接；

其中，所述EMI滤波器由电磁干扰共模抑制电路以及电磁干扰差模抑制电路连接组成；所述无源功率因数补偿电路包括第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第一二极管BD1、第二二极管D1、第三二极管D2、第四二极管D3；所述第一电容C1与所述第二电容C2串联，所述第二电容C2与所述第三电容C3并联，所述第二二极管D1以及所述第四二极管D3分别通过导线与所述第二电容C2以及所述第三电容C3相连；所述第一二极管BD1一端与所述第一电容C1相连，另一端与所述第二电容C2与所述第四二极管D3的公共连接点相连；所述第三二极管D2一端与所述第二电容C2与所述第二二极管D1的公共连接点相连，另一端通过电阻R25与所述第三电容C3与所述第四二极管D3的公共连接点相连。

2.根据权利要求1所述的具有功率因数补偿电路的装置，其特征在于，所述无源功率因数补偿电路与所述整流电路之间连接有浪涌电流抑制器。

3.根据权利要求1所述的具有功率因数补偿电路的装置，其特征在于，还包括PWM脉冲宽度调制器，所述PWM脉冲宽度调制器通过副绕组供电电路与所述AC/DC交换器相连，并通过驱动电路与所述开关电路相连。

4.根据权利要求3所述的具有功率因数补偿电路的装置，其特征在于，还包括稳压电路，所述稳压电路与所述输出滤波器以及所述PWM脉冲宽度调制器分别相连。

5.根据权利要求1所述的具有功率因数补偿电路的装置，其特征在于，所述DC/DC变换器由开关管、续流二极管、整流二极管以及变压器连接组成。