一种多段式PFC电压调节控制电路的制作方法

一种多段式pfc电压调节控制电路
技术领域
1.本实用新型涉及开关电源技术领域，尤其涉及一种多段式pfc电压调节控制电路。


背景技术：

2.pfc的英文全称为“power factor correction”，意思是“功率因数校正”，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。基本上功率因数可以衡量电力被有效利用的程度，当功率因数值越大，代表其电力利用率越高。
3.现有的pfc电压调节控制电路依赖于mcu的控制，在调节pfc母线电压时，在副边和原边分别设置一颗mcu，由副边mcu向原边mcu传递输出电压变化，进而由原边mcu完成pfc控制ic的基准电压调节，以实现pfc母线电压的调节。此种调节方式，在一些不需要检测输入端电流电压的电路，mcu的功能仅为电压调节，功能单一且成本会比较高。


技术实现要素：

4.本实用新型提供一种多段式pfc电压调节控制电路，解决了现有的pfc电压调节控制电路电压输出范围唯一，采用原边mcu完成pfc控制ic的基准电压调节成本过高的技术问题。
5.为解决以上技术问题，本实用新型提供一种多段式pfc电压调节控制电路，包括与电源输出端连接的副边mcu，至少包括第一控制模块、第二控制模块，以及第一分压电路、第二分压电路；所述第一分压电路的一端与pfc电路的母线连接，另一端与所述第一控制模块、第二控制模块、第二分压电路、pfc电路的基准电压端连接；所述第一控制模块、第二控制模块、第二分压电路均与所述基准电压端连接；所述第一控制模块、第二控制模块与所述副边mcu连接；
6.当所述副边mcu检测到所述pfc电路的输出电源的电压小于第一预设阈值时，控制所述第一控制模块或所述第二控制模块接通，升高pfc电路的母线上的电压，以提高输出电源电压；
7.当所述副边mcu检测到所述pfc电路的输出电源的电压小于第二预设阈值时，控制所述第一控制模块、所述第二控制模块同时接通，升高pfc电路的母线上的电压，以提高输出电源电压。
8.本基础方案以简单的元器件为基础，设计了至少包括第一控制模块、第二控制模块的pfc电压调节控制电路，代替价格昂贵的原边mcu，电路简单、灵活性高，成本低，其中，通过独立与副边mcu连接的至少第一控制模块、第二控制模块，实现多段pfc电压的调节，改善了开关电源宽范围输入和宽输出的匹配性。
9.在进一步的实施方案中，所述第一控制模块包括第一升压电阻、开关模块和信号接收模块；所述信号接收模块的电源端与所述pfc电路的电源端连接，信号输入端与所述副边mcu连接，信号输出端与所述开关模块连接；所述第一升压电阻一端与所述第一分压电
路、基准电压端连接，另一端与所述开关模块连接；
10.当所述信号接收模块从信号输入端接收到所述副边mcu的启动信号后，从信号输出端输出导通信号导通所述开关模块，导通所述第一分压电路、第一升压电阻之间的电源回路，升高pfc电路的母线上的电压，以提高输出电源电压。
11.在进一步的实施方案中，所述信号接收模块包括光电耦合器、第六电阻、第二电容；所述光电耦合器的发光源与所述副边mcu连接，受光器的4脚与所述pfc电路的电源端连接、3脚依次通过所述第六电阻、第二电容接地，所述开关模块接入所述第六电阻、第二电容之间的连接点。
12.在进一步的实施方案中，所述开关模块包括开关管和第七电阻，当所述开关管为n沟道mos管时，所述开关管的漏极与所述第一升压电阻连接、源极接地，栅极接入所述第六电阻、第二电容之间的连接点；所述第七电阻的一端与所述开关管的栅极连接、另一端接地。
13.本方案在原本的隔离光耦信号传输基础进行改进，设计了一一对应的第一升压电阻、开关模块和信号接收模块，利用光电耦合器实时获取副边mcu输出的反馈控制信号，进而导通开关管（开关模块），使得第一升压电阻接入第一分压电路，进而在恒压源的输出支持下，升高pfc电路的母线上的电压，以提高输出电源电压，大大增强了开关电源电路的稳定性、可靠性。
14.在进一步的实施方案中，所述第二控制模块与所述第一控制模块具有相同的电路结构。
15.在进一步的实施方案中，所述第一分压电路包括依次连接的第一电阻、第二电阻、第三电阻，所述第一电阻与所述pfc电路的母线连接，所述第三电阻与所述第一控制模块、第二控制模块、第二分压电路、所述基准电压端连接。
16.在进一步的实施方案中，所述第二分压电路包括第四电阻、第五电阻和第一电容；所述第四电阻一端与所述基准电压端、第二分压电路连接，另一端接地；所述第四电阻、第五电阻、第一电容两两并联。
17.在进一步的实施方案中，所述pfc电路包括pfc谐振电源控制芯片；所述基准电压端为pfc谐振电源控制芯片的内部基准脚。
附图说明
18.图1是本实用新型实施例提供的一种多段式pfc电压调节控制电路的适配的pfc电路系统框架图（其中调节控制电路为本实施例的多段式pfc电压调节控制电路）；
19.图2是本实用新型实施例提供的一种多段式pfc电压调节控制电路的硬件电路图；
20.其中：第一电阻r1~第七电阻r7，第一升压电阻r8，电阻r9~r11，第一电容c1~第三电容c3，开关管q1、开关管q2，光电耦合器pc1~pc2，pfc谐振电源控制芯片u1；母线hv。
具体实施方式
21.下面结合附图具体阐明本实用新型的实施方式，实施例的给出仅仅是为了说明目的，并不能理解为对本实用新型的限定，包括附图仅供参考和说明使用，不构成对本实用新型专利保护范围的限制，因为在不脱离本实用新型精神和范围基础上，可以对本实用新型
进行许多改变。
22.本实用新型实施例提供的一种多段式pfc电压调节控制电路，如图1、图2所示，在本实施例中，包括与电源输出端连接的副边mcu，至少包括第一控制模块、第二控制模块，以及第一分压电路、第二分压电路；所述第一分压电路的一端与pfc电路的母线hv连接，另一端与所述第一控制模块、第二控制模块、第二分压电路、pfc电路的基准电压端连接；所述第一控制模块、第二控制模块、第二分压电路均与所述基准电压端连接；所述第一控制模块、第二控制模块与所述副边mcu连接；
23.当所述副边mcu检测到所述pfc电路的输出电源的电压小于第一预设阈值时，控制所述第一控制模块或所述第二控制模块接通，升高pfc电路的母线hv上的电压，以提高输出电源电压；
24.当所述副边mcu检测到所述pfc电路的输出电源的电压小于第二预设阈值时，控制所述第一控制模块、所述第二控制模块同时接通，升高pfc电路的母线hv上的电压，以提高输出电源电压。
25.在本实施例中，所述pfc电路包括pfc谐振电源控制芯片u1；所述基准电压端为pfc谐振电源控制芯片u1的内部基准脚vs。
26.在本实施例中，所述第一控制模块包括第一升压电阻r8、开关模块和信号接收模块；所述信号接收模块的电源端与所述pfc电路的电源端vcc连接，信号输入端与所述副边mcu连接，信号输出端与所述开关模块连接；所述第一升压电阻r8一端与所述第一分压电路、基准电压端连接，另一端与所述开关模块连接；
27.当所述信号接收模块从信号输入端接收到所述副边mcu的启动信号后，从信号输出端输出导通信号导通所述开关模块，导通所述第一分压电路、第一升压电阻r8之间的电源回路，升高pfc电路的母线hv上的电压，以提高输出电源电压。
28.在本实施例中，所述信号接收模块包括光电耦合器pc1、第六电阻r6、第二电容c2；所述光电耦合器pc1的发光源与所述副边mcu连接，受光器的4脚与所述pfc电路的电源端vcc连接、3脚依次通过所述第六电阻r6、第二电容c2接地，所述开关模块接入所述第六电阻r6、第二电容c2之间的连接点。
29.在本实施例中，所述开关模块包括开关管q1和第七电阻r7，当所述开关管q1为n沟道mos管时，所述开关管q1的漏极与所述第一升压电阻r8连接、源极接地，栅极接入所述第六电阻r6、第二电容c2之间的连接点；所述第七电阻r7的一端与所述开关管q1的栅极连接、另一端接地。
30.本实施例在原本的隔离光耦信号传输基础进行改进，设计了一一对应的第一升压电阻r8、开关模块和信号接收模块，利用光电耦合器pc1实时获取副边mcu输出的反馈控制信号，进而导通开关管q1（开关模块），使得第一升压电阻r8接入第一分压电路，进而在恒压源的输出支持下，升高pfc电路的母线hv上的电压，以提高输出电源电压，大大增强了开关电源电路的稳定性、可靠性。
31.在本实施例中，所述第二控制模块与所述第一控制模块为相同的模块，具有相同的电路结构。可根据需要设置多组控制模块并联接入第三电阻r3和所述pfc电路的基准电压端之间，依次类推为第二控制模块、第三控制模块、第四控制模块
……
。
32.参见图2，第二控制模块包括电阻r9（作为升压电阻）、电阻r10、电阻r11，开关管
q2，光电耦合器pc2。
33.在本实施例中，所述第一分压电路包括依次连接的第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3，所述第一电阻r1与所述pfc电路的母线hv连接，所述第三电阻r3与所述第一控制模块、第二控制模块、第二分压电路、所述基准电压端连接。
34.在本实施例中，所述第二分压电路包括第四电阻r4、第五电阻r5和第一电容c1；所述第四电阻r4一端与所述基准电压端、第二分压电路连接，另一端接地；所述第四电阻r4、第五电阻r5、第一电容c1两两并联。
35.在本实施例中，具体的实施方案如下：
36.根据pfc电路的输出电源的电压的变化幅度，设置一一对应的第一控制模块-第一预设阈值、第二控制模块-第二预设阈值、第三控制模块-第三预设阈值
……
37.当所述副边mcu检测到所述pfc电路的输出电源的电压不小于第一预设阈值时，pfc电路的母线电压如下：
[0038]vhv
=v0*(r1+r2+r3)*(r4+r5)／(r4*r5)+v0；
[0039]
其中，v
hv
为母线电压，v0为pfc谐振电源控制芯片u1的基准电压。
[0040]
当所述副边mcu检测到所述pfc电路的输出电源的电压小于第一预设阈值时，导通光电耦合器pc1、开关管q1，将第一升压电阻r8接入基准电压端（即pfc谐振电源控制芯片u1的内部基准脚vs），pfc电路的母线电压如下：
[0041]vhv
=v0*(r1+r2+r3)*(r4*r5+r5*r8+r4*r8)／(r4*r5*r8)+v0；
[0042]
当所述副边mcu检测到所述pfc电路的输出电源的电压小于第二预设阈值时，导通光电耦合器pc1、pc2、开关管q1、q2，将第一升压电阻r8、电阻r9（第一升压电阻r8、电阻r9并联）接入基准电压端（即pfc谐振电源控制芯片u1的内部基准脚），pfc电路的母线电压如下：
[0043]vhv
=v0*(r1+r2+r3)*s+v0；
[0044]
s=(r4*r5*r8+r4*r5*r9+r5*r8*r9+r4*r8*r9)／(r4*r5*r8*r9)；
[0045]
如此，依次类推。
[0046]
本实用新型实施例以简单的元器件为基础，设计了至少包括第一控制模块、第二控制模块的pfc电压调节控制电路，代替价格昂贵的原边mcu，电路简单、灵活性高，成本低，其中，通过独立与副边mcu连接的至少第一控制模块、第二控制模块，实现多段pfc电压的调节，改善了开关电源宽范围输入和宽输出的匹配性。
[0047]
上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。