专利名称：一种分流型有源功率因数校正电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电器功率因数校正电路，尤其是对变频空调 器的输入电流谐波进行抑制的电路。可广泛应用于变频空调器、大屏幕彩色电视机、高频电 (弧)焊机、开关电源、电磁炉等中等功率电器的输入电流谐波抑制。
背景技术：
目前变频空调器的输入电流谐波抑制技术除了传统的无源、有源功率 因数校正技术外，最近也有一些部份有源功率因数校正技术。但上述技术的共同特点是直 流负载电流是全部流过功率因数校正电路中的电感器的。因变频空调功率较大，流经电感 器和功率器件的平均电流较大，为避免电感器被直流磁化，必须采用较大尺寸的铁芯和较 粗的导线，不仅增加了成本、重量和体积，而且还会引起无源功率因数校正后输出直流电压 的下降或有源功率因数校正电路效率和可靠性的下降；而现有的部份有源功率因数校正技 术，仅在交流电压的180度范围内开通不多于3个的电流脉冲和负载电流全部流过电感器， 需要很大电感量的大电感器，同样存在又重又大、较高成本和电感器电压降损失较大的缺 点ο发明内容针对上述功率因数校正电路的不足，本实用新型提供了一种分流型有 源功率因数校正电路，其负载电流只有一部份流过电感器，可使用较小的电感器和较小容 量的功率器件即能满足变频空调等中功率电器的输入功率因数和谐波要求，且有较高的电 效率和可靠性。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是该分流型有源功率因数校正电 路，包括两个整流桥、电感器、功率开关管、二极管、电解电容、控制组件、电容器和采样电阻 等，其特征在于两个整流桥的交流输入端分别并联后连接到输入交流电回路上，DC-端也 连接在一起，但第一个整流桥的正端是直接连接到直流输出端DC+的，第二个整流桥的正 端是经电感器、隔离续流二极管后再送到直流输出端DC+的；功率开关管接在电感器和二 极管之间的节点与DC-端之间，并受控制组件控制开通或关断；控制组件分别与各种数据 采样电阻相连接，并根据采样数据对功率开关管进行脉冲宽度调制。输入交流电压按正弦 律变化，在正负电压峰值区域由第一个整流桥直接向电解电容充电和向负载供电；在非电 压峰值区域输入电压较低，由第二个整流桥、电感器、功率开关管和隔离续流二极管构成的 升压电路对较低的输入电压先进行升压，再给输出电解电容充电和向负载供电。该技术方 案中，因输入正弦波电压的峰值区域提供的平均电流较大且是不经过电感器和功率开关管 的，所以分流经升压电路中的电感器和功率器件的平均电流就能大幅减少，实现了可用较 小较轻、成本较低的电感器和较小电流容量的功率器件且电感器电压降损失不会降低输出 直流电压的目的。本实用新型的有益效果是输出直流负载电流中有较大部份由第一个整流桥直接 供给，从而使分流给第二个整流桥、电感器和功率开关管的平均电流大幅减小，可采用较小 较轻、成本较低的电感器和较小电流容量的功率器件，既降低了成本且提高了效率，还能获 得比传统无源或部份有源功率因数校正电路高得多的直流输出电压或比传统有源功率因 数校正电路高得多的效率和可靠性。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。[0007]附图是本实用新型的电路结构示意图。图中，AC是交流输入端，DC+是直流输出的正端，DC-是直流输出的负端。Bl是第 一个整流桥，B2是第二个整流桥；C是功率因数补偿兼输入滤波电容器；L是续流升压电感 器；M是功率开关管；1是谐波抑制控制组件；D是续流隔离二极管；E是直流贮能电解电容； Rl是输入电流采样电阻，R2、R3是直流输出电压的分压采样电阻，R4、R5是输入交流电压的 分压采样电阻。
具体实施方式
如图所示交流输入端分别与二个整流桥Bl和B2的交流输入端 相连接；二个整流桥Bl和B2的负端是连接在一起的，并与采样电阻Rl串联后连接到直流 输出的DC-端；整流桥Bl的正端直接连接到直流输出的DC+端；B2的正端与电感器L和滤 波电容器C相连接，电感器L的另一端与二极管D正端和功率开关管M的漏(集电)极相 连接；二极管D的负端与直流输出的DC+端相接；功率开关管M的源(发射)极与电流采样 电阻Rl的另一端相接，同时连接到直流输出的DC-端；直流输出端DC+与DC-之间接有电 压分压采样电阻R2和R3，其输出直流电压采样值送至控制组件(1)进行数据处理；交流输 入分压采样电阻R4、R5和滤波电容C跨接在第二个整流桥B2的正、负端之间，经R4、R5分 压后的交流采样电压也送到控制组件(1)进行数据处理；在直流输出的DC+与DC-端之间 还接有电解电容E。该电路是这样工作的输出直流电压设定比输入交流电压峰值稍低，AC输入端的 交流电压按正弦律变化，在正负电压峰值区域当输入电压高于输出电解电容E上的电压 时，第一个整流桥Bl导通并直接给直流输出电解电容E和负载供电，这一回路可承担比较 大的供电电流；在非电压峰值区域，因输入电压较低使整流桥Bl截止，由第二个整流桥B2、 电感器L、功率开关管M和隔离续流二极管D构成的升压电路先对较低的输入电压进行升 压，再给输出电解电容充电和向负载供电。也就是说，二个整流回路是分流工作的。电流谐波抑制原理控制组件(1)以数万赫兹的频率发出脉冲，使功率开关器件M 不断地导通、截止，使在输入正弦波电压的整个周期范围内都能产生电流。在开关器件M导 通时，二极管D隔离了输出电解电容E，输入交流电压经整流桥B2正端、电感器L、功率器件 M、电流采样电阻Rl回到整流桥B2的负端形成电流环路，因电感器L的电流必须连续和不 能突变，输入电流是逐步增加的，不会引起功率开关管M的电流突变；当控制组件(1)关闭 驱动脉冲时，功率开关管M截止，电感器L要保持原电流大小和方向不变，只能通过续流二 极管D流向输出电解电容E和负载，也就是说，电感器L起到了升压和续流的作用。这样， 控制组件(1)不断发出脉冲，功率开关管M就会不断地导通或截止，输入交流电就能源源不 断的流向输出电解电容E和负载；控制组件(1)根据分压采样电阻R4、R5给出的正弦波电 压信号能保持与输入交流电压同相和以正弦律控制平均输入电流，确保输入电流具有很低 的电流谐波；当输入电流达到限定值时，通过电流采样电阻Rl给出的电流信号，控制组件 (1)会自动关闭功率器件M ；当输出直流电压接近或达到设定电压时，控制组件(1)会自动 调窄导通脉冲宽度或关断；从而具备过电流保护和输出过电压保护等功能，确保功率开关 管M的高可靠工作。
权利要求一种分流型有源功率因数校正电路，包括整流桥B1&B2、电感器L、功率开关管M、二极管D、电解电容E、控制组件1、电容器C和采样电阻R1 R5等，其特征在于整流桥B1和B2的交流输入端分别并联，DC 端也连接在一起，但有一个如B1正端是直接连接到直流输出端DC+的，另一个B2正端经电感器L、隔离续流二极管D再送到直流输出端DC+的；功率开关管M与电感器L和二极管D之间的节点相连接；功率开关管M受控制组件1控制开通或关断；控制组件1分别与数据采样电阻R1 R5相连接，并根据采样数据对功率开关管M进行脉冲宽度调制；此外，在整流桥B2的正负端间还接有电容器C。
专利摘要一种分流型有源功率因数校正电路，涉及电器的输入电流谐波抑制。包括整流桥B1、B2、电感器L、功率开关管M、二极管D、电解电容E、控制组件1、电容器C和采样电阻R1-R5等。在输入正弦波电压的峰值区由第一个整流桥B1直接向负载供电和向电容E充电，平均电流较大；由第二个整流桥B2等器件所构成的有源功率因数校正电路仅在非电压峰值区域给负载供电和向电容E充电，故可采用成本较低的电感器L和较小电流容量的功率器件M，既降低了成本且能获得比传统无源或部份有源功率因数校正电路要高的直流输出电压或比传统有源功率因数校正电路要高的效率和可靠性。可广泛应用于变频空调、平板彩电、高频焊机和开关电源等中等功率电器的输入电流谐波抑制。
文档编号H02M1/42GK201690360SQ20102015794
公开日2010年12月29日 申请日期2010年3月16日 优先权日2010年3月16日
发明者李钧 申请人:李钧