一种交错临界模式PFC电路的制作方法

本实用新型涉及交错临界模式PFC电路。

背景技术：

功率因数校正(PFC)电路对离线电源的输入电流波形进行整形，以使从市电电网吸取的有功功率最大化，提升电网利用。

当前主流的功率因数校正电路有连续电流模式和临界电流模式，电路拓扑则采用BOOST拓扑结构。BOOST电路如图2所示，是一种开关直流升压电路，包括一个电感L、一个二极管D、一个电容C，直流(低压)依次接电感L、二极管D的阳极、从二极管D的阴极接电容C、电容C的另一端接地，在电感L和二极管D的阳极之间设置一个开关管Q接地。在电容C的两端输出直流(高压)。BOOST电路在功率因数电路的控制将由市电整流形成的直流升压输出高压。在输入高电压场合(如380VAC输入)，BOOST电路的输出电压可达到650V直流高压，而用于电路输出的储能电解电容往往因产品电压数值不足以承载650V如此之高的电压，而需要串联使用。但串联后的电解电容容量只有原来的一半，如需承载同样负载，则需要更多数量或者大容量的电解电容。而大容量储能电解电容价格昂贵，这会导致电路成本大幅增加。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种可大幅降低成本的高电压输入功率因数校正电路。

本实用新型为实现其技术目的所采用的技术方案是：一种交错临界模式PFC电路，包括市电整流部分、主功率传输部分、输出储能部分；所述的主功率传输部分将市电整流部分的输出进行功率因数校正后传输到所述的输出储能部分；还包括在主功率传输部分处于关闭状态时，将市电整流部分的输出进行功率因数校正后传输到所述的输出储能部分的从功率传输部分，控制所述的从功率传输部分在主功率传输部分处于关闭状态时将市电整流部分的输出进行功率因数校正后传输到所述的输出储能部分的信号逻辑电路。

本实用新型中，通过两路功率传输部分交替导通，通过信号逻辑电路控制从功率传输部分在主功率传输部分每个周期关闭时补充输出能量，提升能量传输次数，降低输出储能电容容量，大幅降低成本，提升产品竞争力。

进一步的，上述的交错临界模式PFC电路中：所述的主功率传输部分和从功率传输部分中均包括BOOST电路，所述的BOOST电路中开关管Q15的控制电路中包括临界模式的功率因数校正电路、二极管D1、三极管Q6，所述的临界模式的功率因数校正电路的驱动脉冲输出引脚分别与二极管D1的阳极、三极管Q6的基极相连，二极管D1的阴极和三极管Q6的发射极分别接开关管Q15的栅极，三极管Q6的集电极接开关管Q15的源极。

进一步的，上述的交错临界模式PFC电路中：在所述的开关管Q15的源极与地之间还设置有检流电阻。

进一步的，上述的交错临界模式PFC电路中：所述的检流电阻的输出IS接所述的临界模式的功率因数校正电路的CS引脚。

进一步的，上述的交错临界模式PFC电路中：在所述的主功率传输部分中，临界模式的功率因数校正电路的误差放大器反相输入引脚接BOOST输出分压信号。

进一步的，上述的交错临界模式PFC电路中：所述的输出储能部分包括电解电容E2、电解电容E3，电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11；

所述的主功率传输部分和从功率传输部分中的BOOST电路的高压输出接电解电容E2的阳极，电解电容E2的阴极接电解电容E3的阳极，电解电容E3的阴极接地；

电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11依次连接，电阻R8的一端接所述的主功率传输部分和从功率传输部分中的BOOST电路的高压输出，电阻R11的另外一端接地；

电阻R9和电阻R10的公共端与电解电容E2和电解电容E3的公共端相连。

以下将结合附图和实施例，对本实用新型进行较为详细的说明。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的框架图。

图2为本实用新型实施例1的主功率传输部分原理图。

图3为本实用新型实施例1的从功率传输部分原理图。

图4为本实用新型实施例1的信号逻辑电路原理图。

图5为本实用新型实施例1的输出储能部分。

具体实施方式

实施例1，如图1所示为本实施例的框架图，本实施例是通过两路功率传输部分交替导通，通过信号逻辑电路控制从功率传输部分在主功率传输部分每个周期关闭时补充输出能量，提升能量传输次数，降低输出储能电容容量，大幅降低成本，提升产品竞争力。

如图2和图3所示，主功率传输部分和从功率传输部分都包括BOOST电路和临界模式的功率因数校正电路，主由电感T1(T2)，电容C7(C8)、C60(61)，二极管D1(D3)、D2(D4)，功率MOS管Q15(Q16)，三极管Q6(Q7)，检流电阻R4、R5、R6(R41、R42、R43)，驱动芯片IC7(IC6)，(括号中表示是图3中的从功率传输电路中的BOOST电路的元件标记)，驱动芯片IC7的外围电路由贴片电阻R24、R27、R28、R32、R34、R35、R36、R37、R38、R39、R53、R133、R134，贴片电容C14、C15、C16、C17、C18、C19、C23组成。驱动芯片IC6的外围电路由贴片电阻R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19、R20、R21，贴片电容C9、C10、C11、C12、C13如图3所示。市电整流部分输出的DC电压Sin，功率传输部分的输出信号650V直流高压。驱动芯片IC7(6)为临界电流工作模式，可选用型号L6561、L6562、TDA4863-2G。功能引脚如表1所示。

表1

驱动信号B(D)、DR2(DR1)为时序完全相同。主功率传输部分的工作为，US2信号到达零点时，驱动信号B、DR2为高电平，Q15导通，电路电流由Sin经过T1A、Q15，检流电阻至GND，能量存储在T1A中；当IS2达到IC7设置点时，驱动信号B、DR2为低电平，Q15关闭，T1A反向，电路电流经Sin、T1A、D2输出650V直流高压，当电感T1A电流减少至零时，IC7的驱动信号再次给出高电平，如此循环运行维持输出电压稳定在650V直流。

IC7第一脚功能为输出电压反馈，通过电阻R35连接至R24、R37、R32、R28对650V的分压信号，可以准确的将输出电压稳定在650VDC，调整这些电阻的分压数值，可以调整所述的主功率传输电路输出电压的大小。

驱动信号D、DR1为时序完全相同。所述的从功率传输部分的工作为，初始状态C信号为高电平，US1信号到达零点，驱动信号D、DR1为低电平，Q16关闭，当C信号由高电平转为低电平时，MOS管Q16导通，电路电流由Sin经过T2C、Q16、检流电阻至GND，能量存储于T2C中；Q16的关闭有两种情况，当IS1达到IC6设置点时，驱动信号D、DR1变成低电平，Q16关闭，或者当C信号转变为高电平时，Q16关闭。当Q16关闭时，T2C反向，电路电流经Sin、T2C、D4输出650V直流高压。当电感T2C电流信号US1减少至零，且C信号转变为低电平时，IC6的驱动信号再次给出高电平，如此循环运行。

C信号由信号逻辑电路控制，当所述的主功率传输部分的驱动信号B由高电平转为低电平，主功率传输部分进入关闭时，C信号由高电平转为低电平，使所述的从功率传输部分进入工作状态；当所述的主功率传输部分的驱动信号B由低电平转为高电平，主功率传输部分进入导通状态时，C信号由低电平转为高电平，使所述的从功率传输部分进入停止状态。

如图4所示，信号逻辑电路由逻辑芯片IC1、IC2、IC3、IC4，三极管Q1、Q2，贴片电阻R1、R2、R3，贴片电容C1、C2、C3、C4、C5、C6组成，12V为供电，GND为电路地，信号B为所述的主功率传输部分驱动信号，信号D为所述的从功率传输部分驱动信号，信号C为所述的从功率传输部分IC6第一脚连接的控制信号。

逻辑芯片IC1、IC3的型号为HEF4013BT，IC2的型号为HEF4093BT，IC4的型号为HEF4030BT。

信号逻辑电路分四个步骤循环进行。

步骤1：信号B高电平，信号C高电平，信号D低电平。

步骤2：信号B由高电平转为低电平，信号C由高电平转为低电平，信号D由低电平转为高电平。

步骤3：信号B低电平，信号C低电平，信号D高电平

步骤4：信号B由低电平转为高电平，信号C由低电平转为高电平，信号D由高电平转为低电平。

步骤1为电路上电的初始状态，信号B为高电平，信号C高电平，信号D低电平，此时所述的主功率传输部分进入工作状态，从功率传输部分因为信号C高电平控制下，使信号D为低电平，从功率传输部分停止工作。当所述的主功率传输部分电感T1A的电流逐渐增大，电流检测信号IS2达到驱动芯片IC7的设定值时，IC7关闭驱动信号，信号B由高电平转为低电平，进入步骤2；信号B转为低电平后，通过所述的信号逻辑电路将信号C转化为低电平，此时所述的从功率传输部分驱动芯片IC6输出高电平D，MOS管Q16导通，从功率传输部分进入工作状态。所述主功率传输部分驱动信号B关闭，T1A电流经二极管D1至后端所述的输出储能部分，进入步骤3工作状态；流经T1A的电流逐渐减小到零，此时US2信号检测到零电流，所述的主功率传输部分驱动芯片IC7输出信号B由低电平转为高电平，进入步骤4工作状态；此时信号B转为高电平，经由所述的信号逻辑电路将控制信号C转化为高电平，所述的从功率输出部分驱动芯片IC6接收到高电平的控制信号C后，关闭输出，驱动信号D转化为低电平，而后进入步骤1工作状态，所述的信号逻辑电路按上述的四个步骤循环运行。

如图5所示，输出储能部分由电解电容E2、E3，电阻R8、R9、R10、R11组成。因输出电压为650V直流高压，需使用两个电解电容串联使用，取四个同电阻值电阻串联于650V与GND之间，中点连接至E2、E3的中点。有助于两个串联的电解电容承载的电压均匀分布。所述的电解电容用于存储前端两路交替导通的能量传输电路的输出能量。

通过上述几个部分的结合，使用信号逻辑电路控制所述的主功率传输部分与所述的从功率传输部分交替导通，并将能量传递至所述的输出储存部分，因为两路能量传输电路的交替工作，使市电能量以双倍频率传递至输出储能部分，在同等输出负载的情况下，输出昂贵的储能电解电容的容量可减少一半以上，这样就达到了大幅度降低电路成本，提升产品竞争力的目的。