功率因数校正电路

摘要

本发明公开了一种功率因数校正电路。该电路由电荷泵、续流电路和高频滤波电路组成；从整流电路输出端到滤波电容和逆变电路电源端之间，依次串联接入所述高频滤波电路的电感、所述续流电路的一个电感、所述电荷泵的两个二极管、所述续流电路的另一个电感；所述电荷泵的电容外接端接逆变电路的高频输出端；该电荷泵两个二极管的外接端分别接所述续流电路的两个续流二极管，这两个续流二极管的另一端的接法应保证在电荷泵的二极管都截止时整流电路仍能通过续流二极管和电感线圈流过电流；所述高频滤波电路的电感两端接高频滤波电容。本发明简化了功率因数校正电路，省去集成电路，并显著改善了功率因数校正的性能指标。

权利要求

1.一种功率因数校正电路，其特征在于：该电路由一个或若干个并联的电荷泵和一个续流电路以及高频滤波电路组成；所述续流电路由续流二极管和电感线圈组成，所述电荷泵由电容和两个二极管组成，所述高频滤波电路是一个由电感线圈和电容组成的LC滤波电路；从整流电路输出端到滤波电容与逆变电路的电源端之间，以串联的方式依次接入所述高频滤波电路的电感线圈、所述续流电路的一个电感线圈、所述电荷泵的两个二极管、所述续流电路的另一个电感线圈；所述电荷泵的电容外接端接逆变电路的高频输出端；所述续流电路的两个电感线圈是两个自感线圈，或者是一对互感线圈；所述续流电路的两个续流二极管，它们的一端分别接电荷泵两个二极管外接端，它们的另一端的接法应保证在电荷泵的二极管都截止时整流电路仍能通过所述的两个续流二极管和续流电路的两个电感线圈流过电流；所述两个续流二极管的连接结构之一为一个续流二极管负极接电荷泵的二极管外接负极端，该续流二极管的正极接逆变电路的负电源端；另一个续流二极管正极接电荷泵二极管外接正极端，它的负极接在所述续流电路的一个电感线圈和高频滤波电路的电感线圈的连接点上；所述两个续流二极管的连接结构之二为一个续流二极管的正极接逆变电路的负电源端，另一个续流二极管正极接电荷泵的二极管外接正极端，两个续流二极管的负极都接电荷泵的二极管外接负极端。

2.根据权利要求1所述的一种功率因数校正电路，其特征在于：续流电路的两个电感线圈的不与电荷泵二极管相接的两端之间接一个高频滤波电容；另一个高频滤波电容接在整流器负输出端与逆变电路的负电源端之间。

3.如权利要求1或2所述的功率因数校正电路，其特征在于：续流电路和高频滤波电路接在整流电路正输出端和滤波电容正极之间。

说明书

功率因数校正电路

技术领域

[0001] 本发明涉及一种功率因数校正电路。

背景技术

[0002] 有源功率因数校正电路一般都需要使用集成电路，电路比较复杂，费用较贵。现有无源功率因数校正方案性能都较差，无法达到现行的有关标准的要求。

发明内容

[0003] 本发明的目的是提供一种功率因数校正电路，使得可以在不使用集成电路的情况下简化电路，从而降低成本，减小电路尺寸，同时又显著改善功率因数校正电路的各项性能指标。

[0004] 本发明所述的一种功率因数校正电路，由一个或若干个并联的电荷泵和一个续流电路以及高频滤波电路组成；所述续流电路由续流二极管和电感线圈组成，所述电荷泵由电容和两个二极管组成，所述高频滤波电路是一个由电感线圈和电容组成的LC滤波电路；从整流电路输出端到滤波电容与逆变电路电源端之间，以串联的方式依次接入所述高频滤波电路的电感线圈、所述续流电路的一个电感线圈、所述电荷泵的两个二极管、所述续流电路的另一个电感线圈；所述电荷泵的电容外接端接逆变电路的高频输出端；所述续流电路的两个续流二极管，它们的一端分别接电荷泵两个二极管外接端，它们的另一端的接法应保证在电荷泵的二极管都截止时整流电路仍能通过所述的两个续流二极管和续流电路的两个电感线圈流过电流。

[0005] 如上所述功率因数校正电路，所述电荷泵电容外接端接逆变电路的高频交变电压端，电荷泵二极管的外接正极端通过所述续流电路的第一互感线圈接逆变电路的负电源端，电荷泵二极管的外接负极端顺序与所述续流电路的第二互感线圈和所述高频滤波电路的电感线圈串联后接整流电路的负输出端；这两个互感线圈与电荷泵二极管相接的两端应是同名端，两个互感线圈的另一端之间接一个高频滤波电容；有两个续流二极管，一个续流二极管负极接电荷泵的二极管外接负极端，该续流二极管的正极接逆变电路的负电源端；另一个续流二极管正极接电荷泵二极管外接正极端，它的负极接在第二互感线圈和高频滤波电路的电感线圈的连接点上；有一个高频滤波电容接在整流器负输出端与逆变电路的负电源端之间。

[0006] 如上所述功率因数校正电路，所述电荷泵电容外接端接逆变电路的高频交变电压端，电荷泵二极管的外接负极端顺序与第一电感线圈和所述高频滤波电路的电感线圈串联后接整流电路的负输出端，电荷泵二极管的外接正极端通过所述续流电路的第二电感线圈接逆变电路的负电源端；高频滤波电路的电感线圈和第一电感线圈的连接点与逆变电路的负电源端之间接一个高频滤波电容。有两个续流二极管，一个续流二极管的正极接逆变电路的负电源端，另一个续流二极管正极接电荷泵的二极管外接正极端，两个续流二极管的负极都接电荷泵的二极管外接负极端；有一个高频滤波电容接在整流器负输出端与逆变电路的负电源端之间。

[0007] 如上所述功率因数校正电路，续流电路和高频滤波电路接在整流电路正输出端和滤波电容正极之间。

[0008] 本发明逆变电路产生的交变电压可以直接使用，例如直接将它经电感、电容后驱动荧光灯，也可将它变压、整流、滤波后作为直流使用。本发明可以在不使用集成电路的情况下简化功率因数校正电路，从而降低成本，减小电路尺寸，同时又显著提高功率因数校正电路的性能指标。以一个采用本发明的荧光灯电子镇流器为例，实测测得其交流电源输入端功率因数为0.984，输入电流各次谐波为：2次0.3％、3次15.8％、5次3.9％、7次1.8％、9次0.9％。灯管电流波峰系数为1.436。这些性能指标都明显优于荧光灯电子镇流器的国家标准和国际标准的性能要求。

附图说明

[0009] 图1是本发明的电路原理框图。

[0010] 图2是本发明的并联电荷泵的电路原理图。

[0011] 图3是本发明的互感续流式功率因数校正电路原理图。

[0012] 图4是本发明的自感续流式功率因数校正电路原理图。

具体实施方式

[0013] 本发明的电路原理参见图1，交流电压经整流、电容滤波后，由逆变电路产生频率较高的交变电压。把这个交变压经一个或几个电荷泵(参见图2)反馈到接在整流电路和滤波电容之间，主要由续流二极管和电感线圈组成的续流电路上，就能影响交流输入电流，实现功率因数校正。高频滤波电路是一个由电感线圈和电容组成的LC滤波电路，用以消除电荷泵和续流电路对电网的电磁干扰。

[0014] 本发明可以有多种方案，其中互感电路方案参见图3。所述电荷泵的电容C1外接端接逆变电路的高频输出端，所述续流电路的两个互感线圈M1、M2的同名端分别接到电荷泵两个二极管D1、D2的外接端上，第一个互感线圈M1的另一端接逆变电路的负电源端，第二个互感线圈M2的另一端通过一个电感线圈L1接整流电路的负输出端，两个互感线圈M1、M2的所述另一端之间通过一个高频滤波电容C2相连接；一个续流二极管D4接在第二个互感线圈M2的电荷泵二极管D2输出连接端和逆变电路负电源端之间，另一个续流二极管D3接在第一个互感线圈M1的电荷泵二极管D1输出连接端和第二个互感线圈M2的电感线圈L1端之间，有一个高频滤波电容C3接在整流器负输出端与逆变电路的负电源端之间。

[0015] 本发明的自感电路方案参见图4。所述电荷泵的电容C1外接端接逆变电路的高频输出端，所述续流电路的两个电感线圈L2、L3的一端分别接到电荷泵两个二极管D2、D1的外接端上，第一个电感线圈L2的另一端通过第三个电感线圈L1接整流器的负输出端，第二个电感线圈L3的另一端接逆变电路的负电源端，两个电感线圈L2、L3的所述另一端之间通过一个高频滤波电容C2相连接，一个续流二极管D4接在第一个电感线圈L2的电荷泵二极管D2输出端的连接端和逆变电路负电源端之间，另一个续流二极管D3接在第二个电感线圈L3的电荷泵二极管D1输出端的连接端和第一个电感线圈L2的电荷泵二极管D2输出端的连接端之间，有一个高频滤波电容C3接在整流器负输出端与逆变电路的负电源端之间。

[0016] 在图3、4中，高频滤波电路是由电感线圈L1和电容C2、C3组成的LC滤波电路。逆变电路的正电源端接整流电路的正输出端，逆变电路的正负电源端之间，接一个滤波电容C。

[0017] 本发明还可以采用两个电荷泵方案，即在一个电荷泵C1、D11、D12基础上，增加一个电荷泵C11、C22、D21、D22。高频交变输出经电容C11、C22分压后，通过此电荷泵的D21、D22与原电荷泵的D11、D12一起加到续流电路上(参见图2)。适当选择电路参数，将能使交流输入电流更接近正弦波。如有必要，也可采用几个电荷泵的方案，这时交流输入电流波形将更理想。

[0018] 本发明在上述电路基础上，可适当加入电阻，以消除不需要的寄生振荡，高频滤波电路的位置也可以移动，二极管和电感、电容的相对位置也可作一些变动，都在本发明技术方案保护范围之内。

[0019] 本发明与整流电路、滤波电容和逆变电路一起，构成具有功率因数校正功能的逆变电路和直流电源电路。本发明适用于整流或逆变电路中。