专利名称：有源功率因数校正电路的制作方法
技术领域：
本实用新型电子技术领域，涉及一种有源功率因数校正电路。
背景技术：
功率因数指的是有效功率与总耗电量(视在功率)之间的关系，也就是有效功率除以总耗电量(视在功率)的比值。随着社会的发展，社会对电力的需求不断增长，大部分用电设备中，其工作电压直接取自交流电网。所以电网中会有许多电力电子装置、电磁设备和电子设备等非线性负载，使电网产生谐波电压和电流。而许多没有采取功率因数校正技术的AC-DC整流电路，输入电流波形呈尖脉冲状。因此，交流网侧功率因数只有O. 5-0. 7，电流的总谐波畸变(THD)很大，可超过100% (功率因数为O. 999时，THD约为3%)。功率因数过低，对供电设备的输出增加了无功功率的比例，减少能源的使用效率，电子镇流器会产生 一个大电流循环，热量积聚在电源总线，传输线绝缘层损坏，造成火灾；电流谐波含量高，高频率电子镇流器和电源谐波干扰，影响其正常工作。因此，提高功率因数，减少谐波的含量也就是功率因数校正成为开关电源领域中非常重要的研究方向。
发明内容本实用新型的目的就是要克服现有技术的不足，提供一种新型的LED驱动的有源功率因数校正电路。本实用新型包括功率因数校正芯片U1、升压电感Tl、开关管Q1、热敏电阻NTC、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第i^一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第一滤波电容Cl、第二滤波电容C2、第三滤波电容C3、第四滤波电容C4、第五滤波电容C5、第六滤波电容C6、第七滤波电容C7、第一整流二极管Dl、第二稳压二极管D2、第三升压二极管D3，所述的功率因数校正芯片Ul的型号为L6562A。功率因数校正芯片Ul的I脚与第五滤波电容C5的一端、第六滤波电容C6的一端、第十六电阻R16的一端、第十七电阻R17的一端、第十五电阻R15的一端连接；功率因数校正芯片Ul的2脚与第五滤波电容C5的另一端、第九电阻R9的一端连接；第九电阻R9的另一端与第六滤波电容C6的另一端连接；功率因数校正芯片Ul的3脚与第二电阻R2的一端、第三电阻R3的一端、第一滤波电容Cl的一端连接；功率因数校正芯片Ul的4脚与第十电阻RlO的一端连接；功率因数校正芯片Ul的5脚与第七电阻R7的一端连接；功率因数校正芯片Ul的6脚与第二稳压二极管D2的阳极、接地端连接；功率因数校正芯片Ul的7脚与第八电阻R8的一端连接；功率因数校正芯片Ul的8脚与第二滤波电容C2 —端、第三滤波电容C3的一端、第五电阻R5的一端、第一整流二极管Dl的阴极连接。升压电感Tl初级线圈的一端与第四电阻R4的一端、第一电阻Rl的一端、电压输入端Vin连接；升压电感Tl初级线圈的另一端与第三升压二极管D3的阳极、开关管Ql的漏极连接；升压电感Tl次级线圈的一端与第六电阻R6的一端、第七电阻R7的另一端连接；升压电感Tl次级线圈的另一端与接地端连接。开关管Ql的栅极与第八电阻R8的另一端、第十三电阻R13的一端连接；开关管Ql的源极与第十电阻RlO的另一端、第i 电阻Rll的一端、第十二电阻R12的一端、第十三电阻R13的另一端连接。第一电阻Rl的另一端与第二电阻R2的另一端连接，第四电阻R4的另一端与第五电阻R5的另一端连接，第四滤波电容C4的一端与第一整流二极管Dl的阳极、第二稳压二极管D2的阴极连接，第四滤波电容C4的另一端和第六电阻R6的另一端连接，热敏电阻NTC的一端与第三升压二极管D3的阴极连接，热敏电阻NTC的另一端与第十四电阻R14的一端、第七滤波电容C7的一端连接，第十四电阻R14的另一端与第十五电阻R15的另一端连接，第三电阻R3的另一端、第一滤波电容Cl的另一端、第二滤波电容C2的另一端、第三滤波电容C3的另一端、第^ 电阻Rll的另一端、第十二电阻R12的另一端、第十六电阻R16的另一端、第十七电阻R17的另一端、第七滤波电容C7的另一端与接地端连接，Vin端接经过整流滤波后的电压，第七滤波电容C7的两端作为输出。·本实用新型不但实现对高功率因数的校正，提高了电路的功率因数，有效音质电网谐波干扰，而且稳定输出电压、提高电源效率。
图I是本实用新型电路图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步说明。如图I所示，本实用新型包括功率因数校正芯片U1、升压电感Tl、开关管Q1、热敏电阻NTC、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第i^一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第一滤波电容Cl、第二滤波电容C2、第三滤波电容C3、第四滤波电容C4、第五滤波电容C5、第六滤波电容C6、第七滤波电容C7、第一整流二极管D1、第二稳压二极管D2、第三升压二极管D3。功率因数校正芯片Ul的I脚与第五滤波电容C5的一端、第六滤波电容C6的一端、第十六电阻R16的一端、第十七电阻R17的一端、第十五电阻R15的一端连接；功率因数校正芯片Ul的2脚与第五滤波电容C5的另一端、第九电阻R9的一端连接；第九电阻R9的另一端与第六滤波电容C6的另一端连接；功率因数校正芯片Ul的3脚与第二电阻R2的一端、第三电阻R3的一端、第一滤波电容Cl的一端连接；功率因数校正芯片Ul的4脚与第十电阻RlO的一端连接；功率因数校正芯片Ul的5脚与第七电阻R7的一端连接；功率因数校正芯片Ul的6脚与第二稳压二极管D2的阳极、接地端连接；功率因数校正芯片Ul的7脚与第八电阻R8的一端连接；功率因数校正芯片Ul的8脚与第二滤波电容C2 —端、第三滤波电容C3的一端、第五电阻R5的一端、第一整流二极管Dl的阴极连接。功率因数校正芯片Ul为L6562A，第一滤波电容Cl和第三滤波电容C3的容量值为O. OluF,第二滤波电容C2的采用22uf/25V，第五滤波电容C5的容量值为O. IuF,第六滤波电容C6容量值为luF，第二电阻R2的阻值为1ΜΩ、第三电阻R3阻值为15ΚΩ，第五电阻R5的阻值为270ΚΩ，第七电阻R7的阻值为47ΚΩ，第八电阻R8的阻值为20Ω，第九电阻R9的阻值为IOK Ω，第十电阻RlO的阻值为O. I Ω，第一整流二极管Dl为IN4147，第二稳压二极管 D2 为 1N5248B。升压电感Tl初级线圈的一端与第四电阻R4的一端、第一电阻Rl的一端、电压输入端Vin连接；升压电感Tl初级线圈的另一端与第三升压二极管D3的阳极、开关管Ql的漏极连接；升压电感Tl次级线圈的一端与第六电阻R6的一端、第七电阻R7的另一端连接；升压电感Tl次级线圈的另一端与接地端连接。开关管Ql的栅极与第八电阻R8的另一端、第十三电阻R13的一端连接；开关管Ql的源极与第十电阻RlO的另一端、第i 电阻Rll的一端、第十二电阻R12的一端、第十三电阻R13的另一端连接。当开关管导通时，电感线圈中的电流呈线性增加，能量由电能转化成磁能，储存电 感内，此时由输出电容向负载提供需要的能量；当开关管关断时，因电感的作用，电感电流不能突变，此时电感感应的电压极性相反且输入电压串联后向负载和电容提供能量，而开关管漏极电压悬浮在高压上，随着电感放电到零，开关管电压漏极电压迅速降低到瞬时线电压以下，通过零电流检测后，开光管导通，进入下一个周期。升压电感Tl选择PC44材质的PQ3220磁芯、初级线圈采用48匝直径为O. 31mm的漆包线、次级线圈采用5匝直径为O. 31mm漆包线，开关管Ql选择STP12匪50，第一电阻Rl的阻值为1ΜΩ，第四电阻R4的阻值为270ΚΩ，第六电阻R6的阻值为50Ω，第八电阻R8的阻值为20Ω，第^^一电阻Rll和第十二电阻R12采用O. 33 Ω /2W的功率电阻、第十三电阻R13的的阻值为IOK Ω，第三升压二极管D3采用超快速恢复二极管STTH5L06。第一电阻Rl的另一端与第二电阻R2的另一端连接，第四电阻R4的另一端与第五电阻R5的另一端连接，第四滤波电容C4的另一端和第六电阻R6的另一端连接，热敏电阻NTC的一端与第三升压二极管D3的阴极连接，热敏电阻NTC的另一端与第十四电阻R14的一端、第七滤波电容C7的一端连接，第十四电阻R14的另一端与第十五电阻R15的另一端连接，第三电阻R3的另一端、第一滤波电容Cl的另一端、第二滤波电容C2的另一端、第三滤波电容C3的另一端、第十一电阻Rll的另一端、第十二电阻R12的另一端、第十六电阻R16的另一端、第十七电阻R17的另一端、第七滤波电容C7的另一端与接地端连接，Vin端接经过整流滤波后的电压，第七滤波电容C7的两端作为输出。第四滤波电容C4的电容值为10nF，第七滤波电容C7采用100uF/450V的电解电容，第十四电阻R14的阻值为1ΜΩ，第十五电阻R15的阻值为1ΜΩ，第十六电阻R16的阻值为15ΚΩ，第十七电阻R17的阻值为82ΚΩ，热敏电阻NTC阻值为2. 5 Ω。在图I中，功率因数校正芯片L6562A的5脚是零电流检测输入端，接在升压电感的次级线圈一端，因而检测到的是电感电流，即外电源流入负载的电流。当电感电流为零时，5脚的输出翻转，将内部的RS触发器置“ 1”，功率因数校正芯片L6562A的7脚输出高电平，使开关管Ql导通。功率因数校正的输出电压经第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17分压采样，通过功率因数校正芯片L6562A的I脚输入到误差放大器的反相端。该电压经误差放大器放大后，与功率因数校正芯片L6562A的3脚输入的电压值在乘法器中相乘。乘法器的输出与功率因数校正芯片L6562A的4脚输入的开关管Ql的电流比较。当输入开关管Ql的电流值大于乘法器输出的电流值时，将RS触发器置“O”，功率因数校正芯片L6562A的7脚输出电平翻转，关断Ql。因此，乘法器的输出电流是通过Ql的电流的门限值，该门限值随输入电压的变化近似呈现正弦规律变化。当开关管Ql关断后，升压电感的一侧的电流逐渐减小，当此电流接近零时，又导致功率因数校正芯片L6562A的5脚输出翻转，将RS触发器置“1”，开关管Ql导通。使交流输入的基波电流与电压之间相位差减小，从而提高功率因数。 第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3构成电阻分压网络，用以确定输入电压的波形与相位，第一电容Cl用以虑除3号引脚的高频干扰信号；升压电感Tl的一个副边绕组，一方面通过第七电阻R7将电感电流过零信号传递到功率因数校正芯片L6562A的5脚，另一方面作为芯片正常工作时的电源；功率因数校正芯片L6562A驱动信号通过第十八电阻R8和第十三电阻R13连到MOS管的门极；第^^一电阻Rll和第十二电阻R12作为电感电流检测电阻，用以采样电感电流的上升沿(M0S管电流)，该电阻一端接于系统地，另一端同时接在开关管Ql的源极，同时经第十电阻RlO接至芯片的4脚；第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16和第十七电阻R17构成电阻分压网络，同时形成输出电压的负反馈回路；第五电容C5连接于芯片1、2脚之间，以组成电压环的补偿网络；第六电阻R6，第四电容C4，二极管Dl，稳压管D2和升压电感Tl的副边则共同构成芯片电源。
权利要求1.有源功率因数校正电路，其特征在于包括功率因数校正芯片U1、升压电感Tl、开关管Q1、热敏电阻NTC、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第i^一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻Rl 7、第一滤波电容Cl、第二滤波电容C 2、第三滤波电容C3、第四滤波电容C4、第五滤波电容C5、第六滤波电容C6、第七滤波电容C7、第一整流二极管Dl、第二稳压二极管D2和第三升压二极管D3，所述的功率因数校正芯片Ul的型号为L6562A ； 功率因数校正芯片Ul的I脚与第五滤波电容C5的一端、第六滤波电容C6的一端、第十六电阻R16的一端、第十七电阻R17的一端、第十五电阻R15的一端连接；功率因数校正芯片Ul的2脚与第五滤波电容C5的另一端、第九电阻R9的一端连接；功率因数校正芯片Ul的3脚与第二电阻R2的一端、第三电阻R3的一端、第一滤波电容Cl的一端连接；功率因数校正芯片Ul的4脚与第十电阻RlO的一端连接；功率因数校正芯片Ul的5脚与第七电阻R7的一端连接；功率因数校正芯片Ul的6脚与第二稳压二极管D2的阳极、接地端连接；功率因数校正芯片Ul的7脚与第八电阻R8的一端连接；功率因数校正芯片Ul的8脚与第二滤波电容C2 —端、第三滤波电容C3的一端、第五电阻R5的一端、第一整流二极管Dl的阴极连接； 升压电感Tl初级线圈的一端与第四电阻R4的一端、第一电阻Rl的一端、电压输入端Vin连接；升压电感Tl初级线圈的另一端与第三升压二极管D3的阳极、开关管Ql的漏极连接；升压电感Tl次级线圈的一端与第六电阻R6的一端、第七电阻R7的另一端连接；升压电感Tl次级线圈的另一端与接地端连接； 开关管Ql的栅极与第八电阻R8的另一端、第十三电阻R13的一端连接；开关管Ql的源极与第十电阻RlO的另一端、第i 电阻Rll的一端、第十二电阻R12的一端、第十三电阻Rl3的另一端连接； 第一电阻Rl的另一端与第二电阻R2的另一端连接，第四电阻R4的另一端与第五电阻R5的另一端连接，第四滤波电容C4的一端与第一整流二极管Dl的阳极、第二稳压二极管D2的阴极连接，第四滤波电容C4的另一端和第六电阻R6的另一端连接，第九电阻R9的另一端与第六滤波电容C6的另一端连接，热敏电阻NTC的一端与第三升压二极管D3的阴极连接，热敏电阻NTC的另一端与第十四电阻R14的一端、第七滤波电容C7的一端连接，第十四电阻R14的另一端与第十五电阻R15的另一端连接，第三电阻R3的另一端、第一滤波电容Cl的另一端、第二滤波电容C2的另一端、第三滤波电容C3的另一端、第^ 电阻Rll的另一端、第十二电阻R12的另一端、第十六电阻R16的另一端、第十七电阻R17的另一端、第七滤波电容C7的另一端与接地端连接，Vin端接经过整流滤波后的电压，第七滤波电容C7的两端作为输出。
专利摘要本实用新型涉及一种有源功率因数校正电路。本实用新型包括功率因数校正芯片U1、升压电感T1、开关管Q1、热敏电阻NTC、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第一滤波电容C1、第二滤波电容C2和第三滤波电容C3。本实用新型不但实现对高功率因数的校正，提高了电路的功率因数，有效音质电网谐波干扰，而且稳定输出电压、提高电源效率。
文档编号H02J3/18GK202696168SQ201220317560
公开日2013年1月23日 申请日期2012年7月3日 优先权日2012年7月3日
发明者郑梁, 章洁, 卢林杰, 房媛媛 申请人:杭州电子科技大学