一种用于apfc变换器的软启动电路的制作方法

专利名称:一种用于apfc变换器的软启动电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种用于APFC变换器的软启动电路，APFC变换器能够进行升压变换，对电容C2进行充电，并通过电容C2向外部用电电路供电，其中，软启动电路包括软启动支路和与软启动支路连接的APFC辅助支路；软启动支路包括：通过储能电感L1与整流桥DB1连接的旁路二极管D1，以及设置在电容C2与接地端之间并且相互并联的MOSFET管Q3和电阻R1；MOSFET管Q3的漏极与电容C2的负极连接，源极与接地端连接。本实用新型的软启动电路替换了现有电源电路中的接触器或继电器，减少了电源的噪声污染和电磁干扰，在APFC辅助支路出现故障时能够保障APFC变换器的安全。
【专利说明】—种用于APFC变换器的软启动电路

【技术领域】
[0001]本实用新型涉及开关电源【技术领域】，尤其涉及一种用于有源功率因数校正(APFC)变换器的软启动电路。

【背景技术】
[0002]开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，开关电源一般由脉冲宽度调制(PWM)控制集成电路(IC)和金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)构成。目前，开关电源因为具有小型、轻量和高效率的特点，所以被广泛应用于电子设备。
[0003]目前，有许多电子产品选用具有APFC功能的开关电源供电，以提高电路的功率因数，来实现的绿色电源。
[0004]图1示出了现有的APFC开关电源，包括软启动支路和与软启动支路连接的APFC辅助电路。软启动支路包括依次连接的整流桥DB1、继电器JD1、启动电阻Rl和二极管Dl以及与继电器JDl的输入端并联的二极管D3。APFC辅助电路包括:变压器Tl、电感LI和二极管D2，从继电器JDl的常开端起依次连接电感L1、二极管D2和变压器Tl的原边，还包括:第一 APFC控制芯片、第二 APFC控制芯片、二极管D4、二极管D5、电容C2、电容C3、电容C4、M0SFET管Q1、M0SFET管Q2和电阻R2。整流桥DBl通过图中带箭头的两条线路连接到供电端，电路通电后继电器JDl吸合，此时，供电端输入的电流依次经过电感LI和二极管D2后为电容C2充电，电容C2可以为外部用电电路供电。
[0005]但是，现有的APFC变换器的软启动电路，使用“接触器或继电器加软启动电阻”的形式，即使用继电器JDl (或接触器)实现线路切换，接触器或继电器体积大，开关噪声严重，电磁干扰大。
实用新型内容
[0006]本实用新型是要解决现有用于APFC变换器的软启动电路使用接触器或继电器控制启动电阻，接触器或继电器体积大，开关电源噪声污染严重，电磁干扰大。
[0007]本实用新型提供了一种用于APFC变换器的软启动电路，所述APFC变换器能够进行升压变换，对电容C2进行充电，并通过所述电容C2向外部用电电路供电，其中，所述软启动电路包括软启动支路和与所述软启动支路连接的APFC辅助支路；所述软启动支路包括:通过储能电感LI与整流桥DBl连接的旁路二极管D1，以及设置在所述电容C2与接地端之间并且相互并联的MOSFET管Q3和电阻Rl ;所述MOSFET管Q3的漏极与所述电容C2的负极连接，源极与所述接地端连接。
[0008]在优选的方案中，所述APFC辅助支路包括变压器Tl、二极管D2、二极管D4、M0SFET管Ql、MOSFET管Q2、电容C3、电容C4、电阻R2、第一 APFC控制芯片和第二 APFC控制芯片；
[0009]其中，所述储能电感LI还分别与所述二极管D2和所述MOSFET管Ql的漏极连接；所述MOSFET管Ql的源极接地，栅极与所述第一 APFC控制芯片的端子GTDRV连接；所述二极管D2与电容C2的正极连接；所述旁路二极管Dl分别与所述电阻R2和变压器Tl原边连接；所述变压器Tl原边的另一端与MOSFET管Q2的漏极连接；所述MOSFET管Q2的源极接地，栅极与所述第二 APFC控制芯片的端子DRV连接；
[0010]所述第二 APFC控制芯片的接地端子与MOSFET管Q2的源极共地，所述第二 APFC控制芯片的端子VCC分别连接所述电阻R2、二极管D5和电容C3的正极；所述MOSFET管Q3的栅极还与电容C4的正极连接；所述变压器Tl副边的一端通过二极管D4与电容C4的正极连接，另一端与电容C4的负极共地；所述电容C4的正极还与所述第一 APFC控制芯片的端子VCC连接。
[0011]在优选的方案中，所述第一 APFC控制芯片为UC3844芯片。
[0012]在优选的方案中，所述第二 APFC控制芯片为UC3854芯片。
[0013]在优选的方案中，所述整流桥DBl与85-265VAC电源连接。
[0014]为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案将现有软启动支路中继电器去掉，继电器的功能由MOSFET管代替，将现有软启动支路中的电阻移到与上述MOSFET管并联后设置在向外部用电电路供电的电容和接地端之间。上述软启动电路替换了现有电源电路中的接触器或继电器，减少了电源的噪声污染和电磁干扰，在APFC辅助支路出现故障时能够保障APFC变换器的安全。

【附图说明】

[0015]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。
[0016]图1是现有的用于APFC变换器的软启动电路的电路图；
[0017]图2是本实用新型的用于APFC变换器的软启动电路的电路图。

【具体实施方式】
[0018]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做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。
[0019]参见图2，本实用新型提供的APFC开关电源，用于对电容C2进行充电，并通过电容C2向外部用电电路供电，用于该APFC开关电源的软启动电路包括:软启动支路和与软启动支路连接的APFC辅助电路。软启动支路用于在启动开关电源时为APFC辅助电路供电，包括:整流桥DB1，通过电感LI与整流桥DBl连接的旁路二极管D1，与整流桥DBl并联的电容Cl，设置在电容C2与接地端之间并且相互并联的MOSFET管Q3和电容Rl，MOSFET管Q3的漏极与电容C2的负极连接，源极与接地端连接。整流桥DBl由4个二极管组成，电容Cl用于进行滤波。
[0020]APFC辅助支路包括变压器Tl、二极管D2、二极管D4、MOSFET管Ql、MOSFET管Q2、电容C3、电容C4、电阻R2、第一 APFC控制芯片和第二 APFC控制芯片。第一 APFC控制芯片和第二 APFC控制芯片可以选择UC3854型芯片或UC3844型芯片中的任何一个芯片。
[0021]其中，所述储能电感LI还分别与所述二极管D2和所述MOSFET管Ql的漏极连接；所述MOSFET管Ql的源极接地，栅极与所述第一 APFC控制芯片的端子GTDRV连接；所述二极管D2与电容C2的正极连接；所述旁路二极管Dl分别与所述电阻R2和变压器Tl原边连接；所述变压器Tl原边的另一端与MOSFET管Q2的漏极连接；所述MOSFET管Q2的源极接地，栅极与所述第二 APFC控制芯片的端子DRV连接；
[0022]所述第二 APFC控制芯片的接地端子与MOSFET管Q2的源极共地，所述第二 APFC控制芯片的端子VCC分别连接所述电阻R2、二极管D5和电容C3的正极；所述MOSFET管Q3的栅极还与电容C4的正极连接；所述变压器Tl副边的一端通过二极管D4与电容C4的正极连接，另一端与电容C4的负极共地；所述电容C4的正极还与所述第一 APFC控制芯片的端子VCC连接。
[0023]整流桥DBl通过图中带箭头的两条线路连接到供电端，电路通电后电流依次流过整流桥DB1、电感LI和旁路二极管Dl后为APFC辅助电路供电。具体的，电路通电后经整流桥DBl变成直流电，经电感LI和旁路二极管D2后给电容C2充电。电容C2的容量很大，初始电压为0，不限流启动电流会非常大，所以由启动电阻Rl来限制充电电流，此时MOSFET管Q3处于截止状态。同时，直流电经软启动支路的旁路二极管D1、电容C3为支路辅助电源供电，调整启动电阻R2给电容C3充电获取辅助电源控制器UC3844的直流开启电压(此时电容C2的直流电压已充满)，辅助电源开始工作；辅助电源的电容C4输出的第一路电压，为MOSFET管Q3提供触发电压；M0SFET管Q3导通，将启动电阻Rl短路掉，完成交流输入软启动。辅助电源的电容C4输出的第二路电压通过二极管D5为UC3844N旁路供电，电阻R2被旁路。辅助电源的电容C4输出的第三路电压为控制器UC3854(或UC3854AN)供电，APFC升压变换器工作，形成输入功率因数接近于I的绿色电源并且为后级供电。
[0024]与现有技术相比，图1和图2分别示出的两种电路都通过辅助电源的启动电阻R2和电容C3来确定APFC控制芯片的工作状态和电路对电容C2充电的延时时间，但是本实用新型由于替代了包含继电器的软启动支路，所以能够产生显著的性能改进，具体如下:其一，由于减小了电磁兼容性异常和波形异常，其二，提高了 APFC的工作稳定性和故障时处理的可靠性。现有软启动电路如果APFC辅助支路损坏或后级电路损坏，继电器的触点会接通包括二极管Dl和启动电阻Rl的旁路，来自整流桥DBl的电流都会通过容量很小旁路二极管Dl和启动电阻R1，导致二极管Dl和电阻Rl损坏，严重时可能会出现火灾。本实用新型改进了现有电路，在出现APFC辅助支路损坏状况时，来自整流桥DBl的电流大小并未改变，并且通过二极管D2传递给后级电路，不会造成启动电阻Rl烧毁的问题。
[0025]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，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，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种用于APFC变换器的软启动电路，所述APFC变换器能够进行升压变换，对电容C2进行充电，并通过所述电容C2向外部用电电路供电，其特征在于:所述软启动电路包括软启动支路和与所述软启动支路连接的APFC辅助支路；所述软启动支路包括:通过储能电感LI与整流桥DBl连接的旁路二极管D1，以及设置在所述电容C2与接地端之间并且相互并联的MOSFET管Q3和电阻Rl ;所述MOSFET管Q3的漏极与所述电容C2的负极连接，源极与所述接地端连接。2.根据权利要求1所述的一种用于APFC变换器的软启动电路，其特征在于:所述APFC辅助支路包括变压器Tl、二极管D2、二极管D4、MOSFET管Ql、MOSFET管Q2、电容C3、电容C4、电阻R2、第一 APFC控制芯片和第二 APFC控制芯片； 其中，所述储能电感LI还分别与所述二极管D2和所述MOSFET管Ql的漏极连接；所述MOSFET管Ql的源极接地，栅极与所述第一 APFC控制芯片的端子GTDRV连接；所述二极管D2与电容C2的正极连接；所述旁路二极管Dl分别与所述电阻R2和变压器Tl原边连接；所述变压器Tl原边的另一端与MOSFET管Q2的漏极连接；所述MOSFET管Q2的源极接地，栅极与所述第二 APFC控制芯片的端子DRV连接； 所述第二 APFC控制芯片的接地端子与MOSFET管Q2的源极共地，所述第二 APFC控制芯片的端子VCC分别连接所述电阻R2、二极管D5和电容C3的正极；所述MOSFET管Q3的栅极还与电容C4的正极连接；所述变压器Tl副边的一端通过二极管D4与电容C4的正极连接，另一端与电容C4的负极共地；所述电容C4的正极还与所述第一 APFC控制芯片的端子VCC连接。3.根据权利要求2所述的一种用于APFC变换器的软启动电路，其特征在于:所述第一APFC控制芯片为UC3844芯片。4.根据权利要求2所述的一种用于APFC变换器的软启动电路，其特征在于:所述第二APFC控制芯片为UC3854芯片。5.根据权利要求1至4中任一项所述的一种用于APFC变换器的软启动电路，其特征在于:所述整流桥DBl与85-265VAC电源连接。
【文档编号】H02M1-36GK204271907SQ201420488287
【发明者】刘宝磊, 田希亮, 王明清, 邹伟强, 王庆丰 [申请人]济南芯驰能源科技有限公司