无桥功率校正电路及电源电路的制作方法

本发明涉及功率因数校正电路技术领域，特别涉及一种无桥功率校正电路及电源电路。

背景技术：

目前55寸—65寸的oled电视电源的功率普遍在350w—450w之间，且随着行业的发展，已经逐渐提出更高的工作效率，更大的功率密度，更小的设计尺寸的要求。如图1所示，oled电源前端交流电的主流处理方案是市电经过emi（electromagneticinterference电磁干扰，简称emi）滤波后输入到整流桥，经过整流桥整流后输出直流电，这种处理方案存在以下不足：

1、效率低，损耗大。在低输入电压（110vac）时该方案输入电流会比较大，因此当输出功率比较大时，输入整流桥的电流压力和散热压力尤为明显，比如对于110v情况下输出500w的pfc（powerfactorcorrection，功率因数校正）来说，整流桥损耗可达10w左右，损耗的功率相当可观；

2、pcb利用率低。比如在输出大约360w的一款oled电视电源（使用被动散热）中，其整流桥需要使用两个规格为25a且还必须分别进行装配的20mm*60mm散热片才能解决温升问题。在电源小型化的趋势下，其如此占据pcb的面积的情况是极为奢侈的；

3、成本高。对于整流桥、散热片还有pcb面积的增加，这些元器件均需要付出成本的。更为严重的是在当今人工成本日趋高昂的情况下，整流桥装配散热片必须人工手动安装，这样无疑进一步提高了生产的成本。

故在现有技术中oled电源前端交流电的处理方案中，其采用器件多，成本高，效率低且可靠性差，因而现有技术还有待改进和提高。

技术实现要素：

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种无桥功率校正电路及电源电路，其无需采用全桥式整流桥即可实现恒压直流输出，而且电路的效率高、可靠性强，以及采用的器件成本较低。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种无桥功率校正电路，所述无桥功率校正电路连接交流输入接口，且无桥功率校正电路包括正半周输入电路、负半周输入电路、电压输出电路、采样电路和功率校正控制器，所述正半周输入电路和负半周输入电路均连接交流输入接口，所述电压输出电路分别连接正半周输入电路、负半周输入电路和采样电路，所述采样电路还分别连接正半周输入电路、负半周输入电路和功率校正控制器。

所述的无桥功率校正电路中，所述采样电路包括第一采样电路、第二采样电路和第三采样电路，所述第一采样电路分别连接正半周输入电路和功率校正控制器，所述第二采样电路分别连接负半周输入电路和功率校正控制器，所述第三采样电路分别连接电压输出电路和功率校正控制器。

所述的无桥功率校正电路中，所述电压输出电路包括第一电容，所述第一电容的一端分别连接正半周输入电路、负半周输入电路和采样电路，所述第一电容的另一端接地。

所述的无桥功率校正电路中，所述正半周输入电路包括第一电感、第一mos管、第二电容、第一电阻、第二电阻、第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管，所述第一电感的第1端分别连接交流输入接口的第1端和第二电容的一端，第二电容的另一端接地，第一电感的第2端分别连接第一二极管的正极和第一mos管的漏极，第一二极管的负极连接第一电容的一端，第一mos管的栅极连接采样电路，第一mos管的源极分别连接第一电阻的一端和第二二极管的正极，第二二极管的负极连接功率校正控制器的cs端，第一电阻的另一端连接采样电路、并通过热地连接第三二极管的正极，第三二极管的负极连接交流输入接口的第2端，第一电感的第3端连接第二电阻的一端，第一电感的第4端接地，第二电阻的另一端连接第四二极管的正极，第四二极管的负极连接功率校正控制器的zcd端。

所述的无桥功率校正电路中，所述负半周输入电路包括第二电感、第二mos管、第三电容、第三电阻、第四电阻、第五二极管、第六二极管、第七二极管和第八二极管，所述第二电感的第1端分别连接交流输入接口的第2端和第三电容的一端，第三电容的另一端接地，第二电感的第2端分别连接第五二极管的正极和第二mos管的漏极，第五二极管的负极连接第一电容的一端，第二mos管的栅极连接采样电路，第二mos管的源极分别连接第三电阻的一端和第六二极管的正极，第六二极管的负极连接功率校正控制器的cs端，第三电阻的另一端连接采样电路、并通过热地连接第七二极管的正极，第七二极管的负极连接交流输入接口的第1端，第二电感的第3端连接第四电阻的一端，第二电感的第4端接地，第二电阻的另一端连接第八二极管的正极，第八二极管的负极连接功率校正控制器的zcd端。

所述的无桥功率校正电路中，所述第一采样电路包括第五电阻、第六电阻、第七电阻和第九二极管，所述第五电阻一端分别连接第六电阻的一端和第七电阻的一端，第五电阻的另一端连接第九二极管的正极，第六电阻的另一端接地，第七电阻的另一端分别连接第九二极管的负极和功率校正控制器的drv端。

所述的无桥功率校正电路中，所述第二采样电路包括第八电阻、第九电阻、第十电阻和第十二极管，所述第八电阻一端分别连接第九电阻的一端和第十电阻的一端，第八电阻的另一端连接第十二极管的正极，第九电阻的另一端接地，第十电阻的另一端分别连接第十二极管的负极和功率校正控制器的drv端。

所述的无桥功率校正电路中，所述第三采样电路包括第十一电阻、第十二电阻和第四电容，所述第十一电阻的一端分别连接第一二极管的负极、第五二极管的负极和第一电容的一端，第十一电阻的另一端分别连接第十二电阻的一端、第四电容的一端和功率校正控制器的inv端，第十二电阻的另一端接地，第四电容的另一端接地。

所述的无桥功率校正电路中，所述功率校正控制器的型号为ncp1608b。

一种电源电路，所述电源电路包括交流输入接口、滤波电路、以及如以上任意一项所述的无桥功率校正电路，所述交流输入接口连接滤波电路的输入端，所述滤波电路的输出端连接所述无桥功率校正电路。

相较于现有技术，本发明提供了一种无桥功率校正电路及电源电路，所述无桥功率校正电路连接交流输入接口，且无桥功率校正电路包括正半周输入电路、负半周输入电路、电压输出电路、采样电路和功率校正控制器，所述正半周输入电路和负半周输入电路均连接交流输入接口，所述电压输出电路分别连接正半周输入电路、负半周输入电路和采样电路，所述采样电路还分别连接正半周输入电路、负半周输入电路和功率校正控制器。本发明中的无桥功率校正电路无需采用全桥式整流桥即可实现恒压直流输出，电路的效率高、可靠性强、而且采用的器件成本较低。

附图说明

图1为现有技术中前端交流电处理方案的电路原理图。

图2为本发明提供的无桥功率校正电路的模块示意图。

图3为本发明提供的较佳实施例中无桥功率校正电路的电路原理图。

图4为本发明提供的较佳实施例中无桥功率校正电路的电流流向示意图。

图5为本发明提供的较佳实施例中电源电路的电路原理图。

具体实施方式

本发明提供一种无桥功率校正电路及电源电路，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图2，为本发明提供的较佳实施例中无桥功率校正电路的模块示意图，所述无桥功率校正电路连接交流输入接口10，且无桥功率校正电路具体包括正半周输入电路20、负半周输入电路30、电压输出电路40、采样电路50和功率校正控制器60，所述正半周输入电路20和负半周输入电路30均连接交流输入接口10，所述电压输出电路40分别连接正半周输入电路20、负半周输入电路30和采样电路50，所述采样电路50还分别连接正半周输入电路20、负半周输入电路30和功率校正控制器60。

其中，请结合参阅图3，为本发明提供的无桥功率校正电路的电路原理图，所述电压输出电路40包括第一电容c1，所述第一电容c1的一端分别连接正半周输入电路、负半周输入电路和采样电路，所述第一电容的另一端接地。第一电容c1采用大电解电容，正半周输入电路和负半周输入电路可在交流电输入的过程中存储电能，并结合交流电同时给第一电容c1进行充电，同时采样电路将采样第一电容c1的电压值并将反馈信号反馈回功率校正控制器（pfc控制器，powerfactorcorrection），功率校正控制器通过调节驱动信号的频率，从而实现第一电容c1的恒压输出。

在具体的实施例中，所述正半周输入电路20具体包括：第一电感lf1、第一mos管q1、第二电容c2、第一电阻r1、第二电阻r2、第一二极管d1、第二二极管d2、第三二极管d3和第四二极管d4。所述第一电感lf1的第1端分别连接交流输入接口10的第1端和第二电容c2（滤波电容）的一端，第二电容c2的另一端接地，第一电感lf1的第2端分别连接第一二极管d1的正极和第一mos管q1的漏极，第一二极管d1的负极连接第一电容c1的一端，第一mos管q1的栅极连接采样电路，第一mos管q1的源极分别连接第一电阻r1的一端和第二二极管d2的正极，第二二极管d2的负极连接功率校正控制器60的cs端（通过高低电平，确认功率校正控制器选通），第一电阻r1的另一端连接采样电路、并通过热地连接第三二极管d3的正极，第三二极管d3的负极连接交流输入接口10的第2端，第一电感lf1的第3端连接第二电阻r2的一端，第二电阻r2的另一端连接第四二极管d4的正极，第四二极管d4的负极连接功率校正控制器60的zcd端（零电流检测输入端）。

请结合图4，当交流输入接口10输入的交流电处于正半周期时，第一电感lf1（其为pfc电感）先进行储能，此时第一mos管q1导通。即电流流向（参考图4中实线箭头方向）为：电流由交流输入接口10的第1端流进，经过第一电感lf1进行储能后，再经过第一mos管q1后由热地回到第三二极管d3处，经第三二极管d3整流后流回交流输入接口10的第2端。第一电感lf1储能完成后，第一mos管q1关断，交流电和第一电感lf1同时给第一电容c1充电，此时的电流流向为：电流由交流输入接口10的第1端流进，经过第一电感lf1以及第一二极管d1（续流二极管）导通，流经第一电容c1进行充电后，电流再由热地回到第三二极管d3并经过第三二极管d3流回交流输入接口10的第2端。

在更具体的实施例中，所述负半周输入电路30具体包括：第二电感lf2、第二mos管q2、第三电容c3、第三电阻r3、第四电阻r4、第五二极管d5、第六二极管d6、第七二极管d7和第八二极管d8。所述第二电感lf2的第1端分别连接交流输入接口10的第2端和第三电容c3（滤波电容）的一端，第三电容c3的另一端接地，第二电感lf2的第2端分别连接第五二极管d5的正极和第二mos管q2的漏极，第五二极管d5的负极连接第一电容c1的一端，第二mos管q2的栅极连接采样电路，第二mos管q2的源极分别连接第三电阻r3的一端和第六二极管d6的正极，第六二极管d6的负极连接功率校正控制器60的cs端，第三电阻r3的另一端连接采样电路50、并通过热地连接第七二极管d7的正极，第七二极管d7的负极连接交流输入接口10的第1端，第二电感lf2的第3端连接第四电阻r4的一端，第二电阻r2的另一端连接第八二极管d8的正极，第八二极管d8的负极连接功率校正控制器60的zcd端。

当交流输入接口10输入的交流电处于负半周期时，第二电感lf2先进行储能，此时第二mos管q2导通。即电流流向（请参考图4中虚线箭头方向）为：电流从交流输入接口10的第2端流进，经过第二电感lf2进行储能后，再经过第二mos管q2后由热地回到第七二极管d7处，经第七二极管d7整流后流回交流输入接口10的第2端。第二电感lf2储能完成后，第二mos管q2关断，交流电和第二电感lf2同时给第一电容c1充电，此时的电流流向为：电流由交流输入接口10的第2端流进，经过第二电感lf2以及第五二极管d5（续流二极管）导通，流经第一电容c1进行充电后，电流再由热地回到第七二极管d7并经过第七二极管d7流回交流输入接口10的第2端。

因此，交流输入接口10输入的交流电在一个完整的周期中，其正半周期和负半周期的电压一样，且正半周期和负半周期分别由各自的储能电感工作，实现了电压的持续输出。

此外，所述采样电路50包括第一采样电路、第二采样电路和第三采样电路（图中未示出），所述第一采样电路分别连接正半周输入电路20和功率校正控制器60，所述第二采样电路分别连接负半周输入电路30和功率校正控制器60，所述第三采样电路分别连接电压输出电路40和功率校正控制器60。第一采样电路、第二采样电路和第三采样电路可采样第一电容c1的电压值并将反馈信号反馈回功率校正控制器60，使得功率校正控制器60通过调节驱动信号的频率，实现第一电容c1的恒压输出。较佳的，所述所述功率校正控制器60的型号选为ncp1608b。

请继续参阅图3，在进一步的实施例中，所述第一采样电路包括第五电阻r5、第六电阻r6、第七电阻r7和第九二极管d9，所述第五电阻r5一端分别连接第六电阻r6的一端和第七电阻r7的一端，第五电阻r5的另一端连接第九二极管d9的正极，第六电阻r6的另一端接地，第七电阻r7的另一端分别连接第九二极管d9的负极和功率校正控制器60的drv端（驱动端）。其中，第五电阻r5、第六电阻r6和第七电阻r7均为采样电阻，第九二极管d9为整流二极管，通过第一采样电路可以在交流电的正半周期采样驱动信号。

更进一步的，所述第二采样电路包括第八电阻r8、第九电阻r9、第十电阻r10和第十二极管d10，所述第八电阻r8一端分别连接第九电阻r9的一端和第十电阻r10的一端，第八电阻r8的另一端连接第十二极管d10的正极，第九电阻r9的另一端接地，第十电阻r10的另一端分别连接第十二极管d10的负极和功率校正控制器60的drv端（驱动端）。其中，第八电阻r8、第九电阻r9和第十电阻r10均为采样电阻，第十二极管d10为整流二极管，通过第二采样电路可以在交流电的负半周期采样驱动信号。

更进一步的，所述第三采样电路包括第十一电阻r11、第十二电阻r12和第四电容c4，所述第十一电阻r11的一端分别连接第一二极管d1的负极、第五二极管d5的负极和第一电容c1的一端，第十一电阻r11的另一端分别连接第十二电阻r12的一端、第四电容c4的一端和功率校正控制器60的inv端，第十二电阻r12的另一端接地，第四电容c4的另一端接地。其中，第四电容c4用于滤波，功率校正控制器60的inv端（反相输入端）获取第十二电阻r12的电压值后，可进一步通过第十一电阻r11和第十二电阻r12的阻值比获取第一电容c1的电压值。

因此，采样电路通过第一采样电路、第二采样电路和第三采样电路进行电压采样，并实时将电压采样信号反馈回功率校正控制器60，功率校正控制器可以根据电压采样信号实时调节驱动信号的频率，从而实现电压输出电路，即第一电压的恒压输出。同时，整个无桥功率校正电路无需采用全桥式整流桥即可实现恒压直流输出，相比传统的电源拓扑提高了效率，可靠性高，而且采用器件更少，降低了成本。

请继续参阅图5，本发明还提供一种电源电路，所述电源电路包括交流输入接口10、滤波电路200以及上述的无桥功率校正电路300，所述交流输入接口10连接滤波电路200的输入端，所述滤波电路200的输出端连接所述无桥功率校正电路300。本发明提供的电源电路适用于全电压高功率密度的开关电源场合，特别是oled电视的开关电源。比如在oled电视的开关电源中，交流市电经过emi滤波电路200滤波后输入到无桥功率校正电路300中，经过无桥功率校正电路300整流后输出直流电，从而为oled电视的主板、显示屏及其他组件提供电源。

综上所述，本发明提供的一种无桥功率校正电路及电源电路，所述无桥功率校正电路连接交流输入接口，且无桥功率校正电路包括正半周输入电路、负半周输入电路、电压输出电路、采样电路和功率校正控制器，所述正半周输入电路和负半周输入电路均连接交流输入接口，所述电压输出电路分别连接正半周输入电路、负半周输入电路和采样电路，所述采样电路还分别连接正半周输入电路、负半周输入电路和功率校正控制器。本发明中的无桥功率校正电路无需采用全桥式整流桥即可实现恒压直流输出，电路的效率高、可靠性强、而且采用的器件成本较低。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。