一种变整流升降压pfc控制电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种变整流升降压PFC控制电路，包括输入电压采样电路(1)、输出电压可调采样电路(2)、比较电路(3)和开关电路(4)，通过将有源升压型PFC电路的采样电压固定电路改变为采样电压可调电路，同时增加输出采样电压与输入采样电压比较电路控制最广泛使用的有源升压型PFC控制芯片的输出，强迫整流和自然整流交替进行，来实现输出电压的升降压，结构简单、成本低廉，功率因数接近1，输出电压不随负载的变化而变化，切换时间点自动控制，无需输入电压过零检测电路和独立设计MCU，将有源升压型、部分有源降压型和有源升降压型三种功率因数校正的优点集于一身，可适应不同负载的需要。
【专利说明】一种变整流升降压PFC控制电路
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种变整流升降压PFC控制电路，属于电源控制【技术领域】。
【背景技术】
[0002]目前功率因数校正(Power Factor Correct1n，简称:PFC)主要有有源升压型、部分有源降压型和有源升降压型三种方式，有源升压型PFC是应用最为广泛的方法，可选控制芯片很多，且价格低廉，它采用强迫整流技术，电路简单，输入电流与输入电压同相，电流波形接近正弦，PF值可接近1，同等输出功率时，对后级逆变模块所需的电流额定值低，但输出电压高，通常为380-400V左右，对后级逆变模块所需的电压额定值较高，由有源升压型PFC构成的开关电源原理框图如图1所示。部分有源降压型PFC技术是一种综合了有源PFC技术和无源PFC技术的一种功率因数校正技术，当输入交流电压瞬时值低于输出直流电压值时采用强迫整流，反之则采用自然整流，功率损耗相对于有源升压型可降低三分之一，输出电压一般在290V左右,但PF值一般为0.95,电流波形有所畸变,而且需要输入电压过零检测电路、输入和输出电压幅值检测电路、电流取样电路、功率管驱动电路和主控MCU，需单独设计，不能采用量大低价的有源升压型PFC控制芯片。有源升降压型PFC通常采用Cuk, Zeta和Sepic变换器，输出电压可调，能满足不同需要，但和有源升压型PFC相比，电路结构十分复杂，也没有专用控制芯片，成本较高。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的是针对现有技术的不足，通过适当改变有源升压型PFC输出电压采样电路并增加简单的控制电路，控制有源升压型PFC控制芯片的输出，调节PFC电路整流状态，实现功率因数接近1，输出电压可调节，以满足不同负载的需要。
[0004]本实用新型解决其技术问题所采用的方案是:包括输入电压采样电路、输出电压可调采样电路、比较电路和开关电路，其特征在于:输入电压采样电路与整流桥堆后的输出电压Vin、比较电路连接，输出电压可调采样电路与PFC电路的输出电压Vout、比较电路连接，比较电路与输入电压采样电路、输出电压可调采样电路、开关电路连接，开关电路与比较电路、有源升压型PFC控制芯片的输出Out连接。
[0005]所述的输入电压采样电路由两个电阻R1、R2构成，电阻Rl的上端与整流桥堆后的输出电压Vin连接，电阻Rl的下端与电阻R2的上端、比较电路的同相输入端连接，电阻R2的下端接地。
[0006]所述的输出电压可调米样电路由两个固定电阻R3、R4和可变电阻R5构成，电阻R3的上端与PFC电路的输出电压Vout连接，电阻R3的下端与电阻R4的上端、比较电路的反相输入端连接，电阻R4的下端与可变电阻R5的上端连接，可变电阻R5的下端接地。
[0007]所述的比较电路由比较器OP构成，比较器OP的反相输入端与电阻R4的上端、电阻R3的下端连接，比较器OP的同相输入端与电阻R2的上端、电阻Rl的下端连接，比较器OP的输出端与电阻R6的左端连接。
[0008]所述的开关电路由电阻R6和三极管Ql构成，电阻R6的左端与比较器OP的输出连接，电阻R6的右端与三极管Ql的基极连接，三极管Ql的集电极与有源升压型PFC控制芯片的输出Out连接，三极管Ql的发射极接地。
[0009]和现有技术相比，本实用新型只需将有源升压型PFC电路输出电压固定采样电路改变为可调采样电路，同时增加输出采样电压与输入采样电压比较电路控制有源升压型PFC控制芯片的输出，实现PFC电路输出的升降压，结构简单、成本低廉，将有源升压型、部分有源降压型和有源升降压型三种功率因数校正的优点集于一身，输出电压可以调节，输出低压时，强迫整流和自然整流交替进行，除保留了部分有源降压型PFC的优点外，利用有源升压型控制芯片的电压环，保持输入电流与输入电压同相，以及输出电压不随负载的变化而变化；利用有源升压型控制芯片的电流环，保持输入电流的波形接近正弦波，同时切换时间点自动控制，无需输入电压过零检测电路和独立设计MCU，而输出高压时，采用强迫整流，保留了有源升压型PFC的所有优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1为由有源升压型PFC构成的开关电源原理框图。
[0011]图2为本实用新型实施例的变整流升降压PFC控制电路。
[0012]图3为应用本实用新型变整流升降压PFC控制电路的开关电源电路。
[0013]图2中:1、输入电压采样电路，2、输出电压可调采样电路，3、比较电路，4、开关电路。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步的说明。
[0015]如图2所示，本实施例提供一种变整流升降压PFC控制电路，包括输入电压采样电路(I)、输出电压可调采样电路(2)、比较电路(3)和开关电路(4)，其特征在于:输入电压采样电路(I)与整流桥堆后的输出电压Vin、比较电路(3)连接，输出电压可调采样电路
(2)与PFC电路的输出电压Vout、比较电路(3)连接，比较电路(3)与输入电压采样电路
(I)、输出电压可调采样电路(2)、开关电路⑷连接，开关电路⑷与比较电路(3)、有源升压型PFC控制芯片的输出Out连接，输入电压采样电路(I)由两个电阻R1、R2构成，电阻Rl的上端与整流桥堆后的输出电压Vin连接，电阻Rl的下端与电阻R2的上端、比较电路的同相输入端连接，电阻R2的下端接地；输出电压可调采样电路(2)由两个固定电阻R3、R4和可变电阻R5构成，电阻R3的上端与PFC电路的输出电压Vout连接，电阻R3的下端与电阻R4的上端、比较电路的反相输入端连接，电阻R4的下端与可变电阻R5的上端连接，可变电阻R5的下端接地；比较电路(3)由比较器OP构成，比较器OP的反相输入端与电阻R4的上端、电阻R3的下端连接，比较器OP的同相输入端与电阻R2的上端、电阻Rl的下端连接，比较器OP的输出端与电阻R6的左端连接；开关电路(4)由电阻R6和三极管Ql构成，电阻R6的左端与比较器OP的输出连接，电阻R6的右端与三极管Ql的基极连接，三极管Ql的集电极与有源升压型PFC控制芯片的输出Out连接，三极管Ql的发射极接地。
[0016]为了让一般人员更好的理解本实用新型，下面结合图3对本实用新型的实施过程进行简单的介绍，当调节输出电压采样电阻R5使PFC电路的输出电压Vout为280-300V时，此时整流桥堆后的输出电压Vin在峰值附近的一段时间内大于PFC电路的输出电压Vout,其余时间段则小于PFC电路的输出电压Vout，比较器OP比较输入、输出采样电压值，当输入电压大于输出电压时，比较器OP输出高电平，三极管Ql工作在饱和状态，有源升压型PFC控制芯片的输出控制MOS管T处于截止状态，整流桥堆后的的输出电压Vin通过二极管D5向电容C2充电，整个PFC电路工作在自然整流状态；当整流桥堆后的输出电压Vin小于PFC电路的输出电压Vout时，比较器OP输出低电平，三极管Ql工作在截止状态，有源升压型PFC控制芯片控制MOS管T工作，整个PFC电路工作在强迫整流升压状态；当调节输出电压采样电阻R5使输出电压为380-400V时，此时整流电压桥堆后的的输出电压Vin在整个周期内都小于输出电压Vout，比较器OP —直输出低电平，三极管Ql —直截止，有源升压型PFC控制芯片控制MOS管T工作，整个PFC电路始终工作在强迫整流升压状态。
[0017]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型专利申请范围所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型的涵盖范围。
【权利要求】
1.一种变整流升降压PFC控制电路，包括输入电压采样电路(1)、输出电压可调采样电路(2)、比较电路(3)和开关电路(4)，其特征在于:输入电压采样电路⑴与整流桥堆后的输出电压Vin、比较电路(3)连接，输出电压可调采样电路(2)与PFC电路的输出电压Vout、比较电路⑶连接，比较电路⑶与输入电压采样电路(1)、输出电压可调采样电路⑵、开关电路⑷连接，开关电路⑷与比较电路(3)、有源升压型PFC控制芯片的输出Out连接。
2.根据权利要求1所述的一种变整流升降压PFC控制电路，其特征在于，输入电压采样电路(1)由两个电阻R1、R2构成，电阻R1的上端与整流桥堆后的输出电压Vin连接，电阻R1的下端与电阻R2的上端、比较电路的同相输入端连接，电阻R2的下端接地。
3.根据权利要求1所述的一种变整流升降压PFC控制电路，其特征在于，输出电压可调采样电路⑵由两个固定电阻R3、R4和可变电阻R5构成，电阻R3的上端与PFC电路的输出电压Vout连接，电阻R3的下端与电阻R4的上端、比较电路的反相输入端连接，电阻R4的下端与可变电阻R5的上端连接，可变电阻R5的下端接地。
4.根据权利要求1所述的一种变整流升降压PFC控制电路，其特征在于，比较电路(3)由比较器0P构成，比较器0P的反相输入端与电阻R4的上端、电阻R3的下端连接，比较器0P的同相输入端与电阻R2的上端、电阻R1的下端连接，比较器0P的输出端与电阻R6的左端连接。
5.根据权利要求1所述的一种变整流升降压PFC控制电路，其特征在于，开关电路(4)由电阻R6和三极管Q1构成，电阻R6的左端与比较器0P的输出连接，电阻R6的右端与三极管Q1的基极连接，三极管Q1的集电极与有源升压型PFC控制芯片的输出Out连接，三极管Q1的发射极接地。
【文档编号】H02M1/42GK204103757SQ201420410279
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年7月21日 优先权日:2014年7月21日
【发明者】马建如 申请人:常州信息职业技术学院