一款高集成度有源功率因数校正模块单元的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一款高集成度有源功率因数校正模块单元，包括整流电路、开关电路、输出滤波电路、辅助电源及控制电路,整流电路是通过整流桥将输入交流电压转换为高压脉动直流电压,其中开关电路由升压电感、整流二极管、开关MOS管元器件组成，将前一级高压脉动直流电压进一步转换为稳定直流电压，并送入输出滤波电路进行滤波，同时辅助电源为控制电路提供稳定的辅助供电，控制电路以专用控制IC驱动开关MOS管，从而调整电流的波形，对输入电流电压间的相位差进行补偿。该模块单元主要应用于300W以下AC/DC开关电源变换器的前级电路中，并采用了有源PFC方式（即主动式PFC）。解决了无源PFC方式（即被动式PFC）电路干扰大、功率因数低，极易因调整不当出现工频噪音等缺点，有效提高了功率因数校正效果。
【专利说明】一款高集成度有源功率因数校正模块单元
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一款高集成度有源功率因数校正模块单元。具体地说，涉及一种采用了有源PFC方式(即主动式PFC)。
【背景技术】
[0002]目前的AC/DC转换开关电源是一种电容输入型电路，其电流和电压之间的相位差会造成交换功率的损失，此时便需要PFC电路提高功率因数，按PFC电路形式可分为两种:一种为无源PFC (也称被动式PFC)和有源式PFC (也称主动式PFC)。无源PFC—般采用电感补偿方法使交流输入的基波电流与电压之间相位差减小来提高功率因数，但无源PFC的功率因数不是很高，只能达到0.7-0.8 ;有源PFC由电感电容及电子元器件组成，体积小，可以达到很高的功率因数。
[0003]本实用新型的有益效果是解决了无源PFC方式(即被动式PFC)电路干扰大、功率因数低，极易因调整不当出现工频噪音等缺点，有效提高了功率因数校正效果。
实用新型内容
[0004]为解决上述技术问题所存在的缺陷，提供一种高集成度有源功率因数校正模块单
J Li ο
[0005]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0006]一款高集成度有源功率因数校正模块单元。包括整流电路、开关电路、输出滤波电路、辅助电源及控制电路，整流电路是通过整流桥将输入交流电压转换为高压脉动直流电压，其中开关电路由升压电感、整流二极管、开关MOS管元器件组成，将前一级高压脉动直流电压进一步转换为稳定直流电压，并送入输出滤波电路进行滤波，同时辅助电源为控制电路提供稳定的辅助供电，控制电路以专用控制IC驱动开关MOS管，从而调整电流的波形，对输入电流电压间的相位差进行补偿。
[0007]该模块单元主要应用于300W以下AC/DC开关电源变换器的前级电路中，并采用了有源PFC方式(即主动式PFC)。
[0008]工作原理
[0009]该模块单元主要包括整流电路、开关电路、输出滤波、辅助电源及控制电路等部分组成。整流电路是通过整流桥将输入交流电压转换为高压脉动直流电压；开关电路主要由升压电感、整流二极管、开关MOS管等元器件组成；将前一级高压脉动直流电压进一步转换为稳定直流电压，并送入输出滤波电路进行滤波；同时辅助电源为控制电路提供稳定的辅助供电；控制电路以专用控制IC驱动开关MOS管，从而调整电流的波形，对输入电流电压间的相位差进行补偿。
[0010]有益效果
[0011 ] ' I!性能优良,有效的提高可靠性。
[0012]本实用新型针对传统无源PFC方法的几个缺点，进行了全新设计和完善。从而有效的避免了干扰大、功率因数低，极易因调整不当出现工频噪音等缺点，有效提高了功率因数校正效果及电路可靠性。
[0013]4电路简洁，工作稳定。
[0014]本实用新型采用基本分立件组成，采用专用的控制IC为核心，整个电路的期间误差能力也很强，只需按原设计理论计算出的相应器件的量值进行装配，即可满足技术指标的要求。同时该电路具有较高的抗扰动能力，仍能稳定的工作，通过对调整电阻的微调，完成对输出电压的调整。
[0015]O适用范围广
[0016]本实用新型，具有输出电压可调、电路简单、精度高、功率因数高等特点，同时经改进后也可以不需要独立的辅助电源，主要工作状态不受后级设备的影响。这就大大拓宽了其应用的场合。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1高集成度有源功率因数校正模块单元原理框图；
[0018]图2高集成度有源功率因数校正模块单元电路原理图；
[0019]图3高集成度有源功率因数校正模块单元在AC/DC变换电路中的应用；
[0020]图4改进后的高集成度有源功率因数校正模块单元。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图和本实用新型在AC/DC变换电路中的应用实例进一步说明。
[0022]如图2所示，集成电路ICE2PCS02为专用的PFC控制1C，为本实用新型的核心器件，主要包括整流电路、开关电路、输出滤波、辅助电源及控制电路。整流电路是通过整流桥Vl将输入交流电压转换为高压脉动直流电压；开关电路主要由升压电感L1、整流二极管V7、V8、开关MOS管VlO等元器件组成；将前一级高压脉动直流电压进一步转换为稳定直流电压，并送入输出滤波电路进行滤波；同时辅助电源采用集成芯片Dl为核心的辅助开关电源，为控制电路提供稳定的供电；控制电路采用专用控制芯片D2-1CE2PCS02驱动开关MOS管，从而调整电流的波形，对输入电流电压间的相位差进行补偿。
[0023]本实用新型基本参数如下:
[0024]
项目I基本参数—
输入电压 AC85-265V
输入频率—50Hz —
输出电压 DC390V
输出电流 0.75Amax
输出功率 300Wmax
功率因数 0.99max
开关频率 |65KHz
[0025]本实用新型经过多次试验及应用得到元器件最佳参数为:
[0026]Dl:NCP1013
[0027]D2:ICE2PCS02
[0028]VlO:SPP20N60C3
[0029]LI:1.24mH
[0030]其他参数参照图2标注所示。
[0031]本实用新型主要应用于300W以下AC/DC开关电源变换器的前级电路中(如图3所示)，经过适当改进可以简化电路(如图4所示)。
[0032]本实用新型专利不局限于上述最佳实施方式，任何人在本实用新型的启示下得出的其他任何与本实用新型相同或相近似的产品，均落在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一款高集成度有源功率因数校正模块单元，其特征在于:包括整流电路、开关电路、输出滤波电路、辅助电源及控制电路，整流电路是通过整流桥将输入交流电压转换为高压脉动直流电压，其中开关电路由升压电感、整流二极管、开关MOS管元器件组成，将前一级高压脉动直流电压进一步转换为稳定直流电压，并送入输出滤波电路进行滤波，同时辅助电源为控制电路提供稳定的辅助供电，控制电路以专用控制IC驱动开关MOS管，从而调整电流的波形，对输入电流电压间的相位差进行补偿。
2.根据权利要求1所述的一款高集成度有源功率因数校正模块单元，该模块单元主要应用于300W以下AC/DC开关电源变换器的前级电路中，并采用了有源PFC方式(即主动式PFC )。
【文档编号】H02M1/42GK204013208SQ201420489791
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年8月28日 优先权日:2014年8月28日
【发明者】陈坤 申请人:航天长峰朝阳电源有限公司