一種防浪涌無橋功率因數(shù)校正電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種防浪涌無橋功率因數(shù)校正(PFC)電路，包括依次連接在交流電源和負(fù)載之間的無橋PFC電路和升壓電容；所述防浪涌無橋PFC電路還包括：防護(hù)單元、開關(guān)單元和控制單元；當(dāng)浪涌串入交流電源輸入時(shí)，控制單元控制開關(guān)單元導(dǎo)通，以通過防護(hù)單元、升壓電容和開關(guān)單元形成回流，泄放浪涌能量，可保護(hù)無橋PFC電路免受雷擊等浪涌的影響。
【專利說明】一種防浪涌無橋功率因數(shù)校正電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及防浪涌技術(shù)，尤其涉及一種防浪涌無橋功率因數(shù)校正(PFC，PowerFactor Correction)電路。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著無橋PFC電路拓?fù)鋺?yīng)用的日益廣泛，為提高開關(guān)電源效率，越來越多的產(chǎn)品傾向于選擇無橋PFC電路作為功率因數(shù)校正的解決方案。為避免輸入端過大的浪涌電流會損壞開關(guān)管及升壓二極管，這就需要對無橋PFC電路進(jìn)行浪涌保護(hù)。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，無橋PFC電路中釋放浪涌能量的電路單元通常沒有開關(guān)單元或采用二極管構(gòu)成的開關(guān)單元，存在以下問題:如果沒有開關(guān)單元，釋放浪涌時(shí)的回流電流通過另外一路PFC電感回流，如此，增加了另外一路PFC電感的損耗和電磁兼容(EMC，Electromagnetic Compatibility)干擾,工作效率低且雜聲大,很難應(yīng)用到現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品中；如果采用由二極管組成的開關(guān)單元，釋放浪涌時(shí)的回流電流是通過開關(guān)單元的二極管回流，造成二極管的損耗大，工作效率低，不能滿足綠色節(jié)能要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種防浪涌無橋PFC電路，解決現(xiàn)有防浪涌技術(shù)存在的器件損耗較大、工作效率低的問題。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0006]本發(fā)明公開了一種防浪涌無橋功率因數(shù)校正PFC電路，包括依次連接在交流電源和負(fù)載之間的無橋PFC電路和升壓電容；所述防浪涌無橋PFC電路還包括:防護(hù)單元、開關(guān)單元和控制單元；其中，
[0007]所述防護(hù)單元的第一端子、第二端子，對應(yīng)連接交流電源的第一輸出、第二輸出，對應(yīng)連接無橋PFC電路的第一輸入、第二輸入，并對應(yīng)連接開關(guān)單元的第一端子、第二端子；防護(hù)單元的第三端子連接升壓電容的第一極板、無橋PFC電路的高壓輸出端；
[0008]所述控制單元的第一端子、第二端子對應(yīng)連接開關(guān)單元的第三端子、第四端子；
[0009]所述開關(guān)單元的第五端子連接升壓電容的第二極板、無橋PFC電路的低壓輸出端;
[0010]所述控制單元控制開關(guān)單元在交流電流輸入的正負(fù)半周均處于導(dǎo)通狀態(tài)，當(dāng)浪涌串入交流電源的輸入時(shí)，所述防護(hù)單元、升壓電容和開關(guān)單元形成回流，泄放浪涌能量。
[0011]上述方案中，所述防護(hù)單元包括:第一防護(hù)子單元和第二防護(hù)子單元；其中，
[0012]所述第一防護(hù)子單元的第一端子和第二防護(hù)子單元的第一端子，對應(yīng)連接交流電源的第一輸出、第二輸出，對應(yīng)連接無橋PFC電路的第一輸入、第二輸入,并對應(yīng)連接開關(guān)單元的第一端子、第二端子；
[0013]所述第一防護(hù)子單元的第二端子和第二防護(hù)子單元的第二端子短接，并連接升壓電容的第一極板、無橋PFC電路的高壓輸出端；[0014]所述第一防護(hù)子單元只在浪涌串入交流電源輸入的正半周時(shí)處于導(dǎo)通狀態(tài)，所述第二防護(hù)子單元只在浪涌串入交流電源輸入的負(fù)半周時(shí)處于導(dǎo)通狀態(tài)。
[0015]上述方案中，所述開關(guān)單元包括第一開關(guān)子單元和第二開關(guān)子單元；其中，
[0016]所述第一開關(guān)子單元的第一端子和第二開關(guān)子單元的第一端子，對應(yīng)連接交流電源第一輸出、第二輸出，并對應(yīng)連接無橋PFC電路的第一輸入、第二輸入；
[0017]所述第一開關(guān)子單元的第二端子和第二開關(guān)子單元的第二端子，對應(yīng)連接控制單元的第一端子、第二端子；
[0018]所述第一開關(guān)子單元的第三端子和第二開關(guān)子單元的第三端子短接，并連接升壓電容的第二極板、無橋PFC電路的低壓輸出端；
[0019]所述第一開關(guān)子單元受控制單元控制，只在交流電源輸入的負(fù)半周處于導(dǎo)通狀態(tài)；所述第二開關(guān)子單元受控制單元控制，只在交流電源輸入的正半周處于導(dǎo)通狀態(tài)。
[0020]上述方案中，
[0021]當(dāng)浪涌串入交流電源輸入的正半周時(shí)，所述控制單元控制第二開關(guān)子單元導(dǎo)通，所述第一防護(hù)子單元、升壓電容和第二開關(guān)子單元形成回流，泄放浪涌能量；
[0022]當(dāng)浪涌串入交流電源輸入的負(fù)半周時(shí)，所述控制單元控制第一開關(guān)子單元導(dǎo)通，所述第二防護(hù)子單元、升壓電容和第一開關(guān)子單元形成回流，泄放浪涌能量。
[0023]上述方案中，所述防護(hù)單元采用包括二極管器件的拓?fù)洹?br> [0024]上述方案中，所述開關(guān)單元采用包括金屬氧化物半導(dǎo)體管(MOSFET，MetalOxideSemiconductor Field Effect Transistor)、絕緣柵雙極型晶體管(IGBT, Insulated GateBipolar Transistor)或繼電器的拓?fù)洹?br> [0025]本發(fā)明所提供的防浪涌無橋PFC電路，在浪涌發(fā)生時(shí)，控制單元控制開關(guān)單元在交流電流輸入的正負(fù)半周均處于導(dǎo)通狀態(tài)，當(dāng)浪涌串入交流電源的輸入時(shí)，由防護(hù)單元、升壓電容和開關(guān)單元形成回流，泄放浪涌能量，且所述開關(guān)單元采用包括MOSFET、IGBT或繼電器的拓?fù)?，釋放浪涌時(shí)對所述器件損耗小且工作效率高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1為本發(fā)明防浪涌無橋PFC電路的組成結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖2為本發(fā)明防浪涌無橋PFC電路一實(shí)施例的電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對本發(fā)明再作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0029]圖1為本發(fā)明防浪涌無橋PFC電路的組成結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，該防浪涌無橋PFC電路包括依次連接在交流電源和負(fù)載之間的無橋PFC電路14和升壓電容；其中，所述無橋PFC電路14和升壓電容為現(xiàn)有無橋PFC電路拓?fù)洌?br> [0030]結(jié)合圖2所示，無橋PFC電路14包括:升壓電感L1、L2，升壓二極管VD3、VD4，升壓開關(guān)管VT1、VT2 ;其中，
[0031]升壓二極管VD3的陽極連接升壓電感LI的第二端子、升壓開關(guān)管VTl的漏極；升壓二極管VD3的陰極連接升壓二極管VD4的陰極、升壓電容Cl的第一極板、無橋PFC電路14的高壓輸出端Vdc+ ；[0032]升壓二極管VD4的陽極連接升壓電感L2的第二端子、升壓開關(guān)管VT2的漏極；
[0033]升壓電感LI的第一端子與交流電源的第一輸出連接；
[0034]升壓電感L2的第一端子與交流電源的第二輸出連接；
[0035]升壓開關(guān)管VTl和VT2的源級均連接升壓電容Cl的第二極板、無橋PFC電路14的低壓輸出端Vdc-。
[0036]所述防浪涌無橋PFC電路還包括:防護(hù)單元11、控制單元12和開關(guān)單元13 ;其中，
[0037]防護(hù)單元11的第一端子、第二端子，對應(yīng)連接交流電源的第一輸出、第二輸出，對應(yīng)連接無橋PFC電路14的第一輸入、第二輸入，并對應(yīng)連接開關(guān)單元13的第一端子、第二端子；防護(hù)單元11的第三端子連接升壓電容的第一極板、無橋PFC電路14的高壓輸出端
Vdc+ ；
[0038]控制單元12的第一端子、第二端子對應(yīng)連接開關(guān)單元13的第三端子、第四端子；
[0039]開關(guān)單元13的第五端子連接升壓電容的第二極板、無橋PFC電路14的低壓輸出端Vdc-;并且，
[0040]控制單元12控制開關(guān)單元13在交流電流輸入的正負(fù)半周處于導(dǎo)通狀態(tài)，當(dāng)浪涌串入交流電源的輸入時(shí)，通過防護(hù)單元11、升壓電容和開關(guān)單元13形成回流，以泄放浪涌
倉tfi。
[0041]這里，所述防護(hù)單元11包括:第一防護(hù)子單元111和第二防護(hù)子單元112 ;其中，
[0042]第一防護(hù)子單元111的第一端子和第二防護(hù)子單元112的第一端子，對應(yīng)連接交流電源的第一輸出、第二輸出，對應(yīng)連接無橋PFC電路14的第一輸入、第二輸入,并對應(yīng)連接開關(guān)單元13的第一端子、第二端子；
[0043]所述第一防護(hù)子單元111的第二端子和第二防護(hù)子單元112的第二端子短接，并連接升壓電容Cl的第一極板、無橋PFC電路14的高壓輸出端Vdc+ ；
[0044]并且，
[0045]第一防護(hù)子單元111只在浪涌串入交流電源輸入的正半周時(shí)處于導(dǎo)通狀態(tài)，第二防護(hù)子單元112只在浪涌串入交流電源輸入的負(fù)半周時(shí)處于導(dǎo)通狀態(tài)。
[0046]這里，所述開關(guān)單元13包括第一開關(guān)子單元131和第二開關(guān)子單元132 ;其中，
[0047]第一開關(guān)子單元131的第一端子和第二開關(guān)子單元132的第一端子，對應(yīng)連接交流電源第一輸出、第二輸出，并對應(yīng)連接無橋PFC電路14的第一輸入、第二輸入；
[0048]第一開關(guān)子單元131的第二端子和第二開關(guān)子單元132的第二端子，對應(yīng)連接控制單元12的第一端子、第二端子；
[0049]第一開關(guān)子單元131的第三端子和第二開關(guān)子單元132的第三端子短接，并連接升壓電容的第二極板、無橋PFC電路14的低壓輸出端Vdc-;并且，
[0050]第一開關(guān)子單元131受控制單元12控制，只在交流電源輸入的負(fù)半周處于導(dǎo)通狀態(tài)；所述第二開關(guān)子單元132受控制單元12控制，只在交流電源輸入的正半周處于導(dǎo)通狀態(tài)。
[0051]這里，當(dāng)浪涌串入交流電源輸入的正半周時(shí)，所述控制單元12控制第二開關(guān)子單元132導(dǎo)通，以通過第一防護(hù)子單元111、升壓電容和第二開關(guān)子單元132形成回流，泄放浪涌能量；
[0052]當(dāng)浪涌串入交流電源輸入的負(fù)半周時(shí)，所述控制單元12控制第一開關(guān)子單元131導(dǎo)通，以通過第二防護(hù)子單元112、升壓電容和第一開關(guān)子單元131形成回流，泄放浪涌能量。
[0053]其中，防護(hù)單元11采用包括二極管器件的拓?fù)洹?br> [0054]其中，開關(guān)單元13中的第一開關(guān)子單元131和第二開關(guān)子單元132采用包括金屬氧化物半導(dǎo)體管(MOSFET, Metal Oxide Semiconductor Field EffectTransistor)、絕緣柵雙極型晶體管(IGBT, Insulated Gate Bipolar Transistor)或繼電器的拓?fù)?其中，所述拓?fù)洳捎靡粋€(gè)或多個(gè)上述器件；
[0055]當(dāng)所述開關(guān)子單元采用單個(gè)MOSFET拓?fù)鋾r(shí)，所述開關(guān)子單元的第一端子為MOSFET的漏極，開關(guān)子單元的第二端子為MOSFET的柵極，開關(guān)子單元的第三端子為MOSFET的源級；
[0056]當(dāng)所述開關(guān)子單元采用單個(gè)IGBT拓?fù)鋾r(shí)，所述開關(guān)子單元的第一端子為IGBT的集電極，開關(guān)子單元的第二端子為IGBT的柵極，開關(guān)子單元的第三端子為IGBT的發(fā)射極；
[0057]當(dāng)所述開關(guān)子單元采用單個(gè)繼電器拓?fù)鋾r(shí)，所述開關(guān)子單元的第一端子為繼電器的第一功率觸點(diǎn)，開關(guān)子單元的第二端子為繼電器的功率線圈的控制電路，開關(guān)子單元的第三端子為繼電器的第二功率觸點(diǎn)。
[0058]當(dāng)所述開關(guān)子單元采用多個(gè)MOSFET的并聯(lián)拓?fù)鋾r(shí)，所述開關(guān)子單元的第一端子為并聯(lián)MOSFET的共漏極，開關(guān)子單元的第二端子為并聯(lián)MOSFET的共柵極，開關(guān)子單元的第三端子為并聯(lián)MOSFET的共源級；
[0059]當(dāng)所述開關(guān)子單元采用多個(gè)IGBT的并聯(lián)拓?fù)鋾r(shí)，所述開關(guān)子單元的第一端子為并聯(lián)IGBT的共集電極，開關(guān)子單元的第二端子為并聯(lián)IGBT的共柵極，開關(guān)子單元的第三端子為并聯(lián)IGBT的共發(fā)射極；
[0060]當(dāng)所述開關(guān)子單元采用多個(gè)繼電器的并聯(lián)拓?fù)鋾r(shí)，所述開關(guān)子單元的第一端子為并聯(lián)繼電器的共第一功率觸點(diǎn)，開關(guān)子單元的第二端子為并聯(lián)繼電器功率線圈的共控制電路，開關(guān)子單元的第三端子為繼電器的共第二功率觸點(diǎn)。
[0061]圖2為本發(fā)明防浪涌無橋PFC電路一實(shí)施例的電路原理圖，如圖2所示，所述防浪涌無橋PFC電路包括:依次連接在交流電源和負(fù)載之間的無橋PFC電路14和升壓電容Cl ；所述防浪涌無橋PFC電路還包括:防護(hù)單元11、控制單元12和開關(guān)單元13 ;其中，
[0062]防護(hù)單元11包括:升壓二極管VD1、VD2 ;并且，升壓二極管VDl的陽極連接交流電源的第一輸出、開關(guān)Kl的第一端子、升壓電感LI的第一端子；升壓二極管VDl的陰極連接升壓二極管VD2、VD3、VD4的陰極、升壓電容Cl的第一極板，并連接到無橋PFC電路14的高壓輸出端Vdc+ ；
[0063]升壓二極管VD2的陽極連接交流電源的第二輸出、開關(guān)K2的第一端子、升壓電感L2的第一端子；并且，
[0064]升壓二極管VDl只在浪涌串入交流電源輸入的正半周時(shí)導(dǎo)通，升壓二極管VD2只在浪涌串入交流電源輸入的負(fù)半周時(shí)導(dǎo)通。
[0065]本實(shí)施例中，防護(hù)單元11中的第一防護(hù)子單元111和第二防護(hù)子單元112分別采用單個(gè)二極管VD1、VD2的拓?fù)?，相?yīng)的，也可以采用多個(gè)二極管串聯(lián)或并聯(lián)的拓?fù)洹?br> [0066]開關(guān)單元13包括:開關(guān)K1、K2 ;并且，開關(guān)Kl的第一端子連接交流電源的第一輸入、升壓二極管VDl的陽極、升壓電感LI的第一端子；開關(guān)Kl的第二端子連接控制單元12的第一端子；開關(guān)Kl的第三端子連接開關(guān)K2的第三端子，升壓開關(guān)管VT1、VT2的源級、升壓電容Cl的第二極板，并連接到無橋PFC電路14的低壓輸出端Vdc-；
[0067]開關(guān)K2的第一端子連接交流電源的第二輸入、升壓電感L2的第一端子、升壓二極管VD2的陽極；開關(guān)K2的第二端子連接控制單元12的第二端子；并且，
[0068]開關(guān)Kl受控制單元12的控制，在交流電源輸入的負(fù)半周導(dǎo)通；開關(guān)K2受控制單元12的控制，在交流電源輸入的正半周導(dǎo)通；具體的，
[0069]當(dāng)浪涌串入交流電源輸入的正半周時(shí)，控制單元12控制開關(guān)K2導(dǎo)通，以通過升壓二極管VD1、升壓電容Cl和開關(guān)K2形成回流，泄放浪涌能量；
[0070]當(dāng)浪涌串入交流電源輸入的負(fù)半周時(shí)，所述控制單元12控制開關(guān)Kl導(dǎo)通，以通過升壓二極管VD2、升壓電容Cl和開關(guān)Kl形成回流，泄放浪涌能量。
[0071]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種防浪涌無橋功率因數(shù)校正PFC電路，包括依次連接在交流電源和負(fù)載之間的無橋PFC電路和升壓電容；其特征在于，所述防浪涌無橋PFC電路還包括:防護(hù)單元、開關(guān)單元和控制單元；其中， 所述防護(hù)單元的第一端子、第二端子，對應(yīng)連接交流電源的第一輸出、第二輸出，對應(yīng)連接無橋PFC電路的第一輸入、第二輸入，并對應(yīng)連接開關(guān)單元的第一端子、第二端子；防護(hù)單元的第三端子連接升壓電容的第一極板、無橋PFC電路的高壓輸出端； 所述控制單元的第一端子、第二端子對應(yīng)連接開關(guān)單元的第三端子、第四端子； 所述開關(guān)單元的第五端子連接升壓電容的第二極板、無橋PFC電路的低壓輸出端； 所述控制單元控制開關(guān)單元在交流電流輸入的正負(fù)半周均處于導(dǎo)通狀態(tài)，當(dāng)浪涌串入交流電源的輸入時(shí)，所述防護(hù)單元、升壓電容和開關(guān)單元形成回流，泄放浪涌能量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防浪涌無橋PFC電路，其特征在于，所述防護(hù)單元包括:第一防護(hù)子單元和第二防護(hù)子單元；其中， 所述第一防護(hù)子單元的第一端子和第二防護(hù)子單元的第一端子，對應(yīng)連接交流電源的第一輸出、第二輸出，對應(yīng)連接無橋PFC電路的第一輸入、第二輸入，并對應(yīng)連接開關(guān)單元的第一端子、第二端子； 所述第一防護(hù)子單元的第二端子和第二防護(hù)子單元的第二端子短接，并連接升壓電容的第一極板、無橋PFC電路的高壓輸出端； 所述第一防護(hù)子單元只在浪涌串入交流電源輸入的正半周時(shí)處于導(dǎo)通狀態(tài)，所述第二防護(hù)子單元只在浪涌串入交流電源輸入的負(fù)半周時(shí)處于導(dǎo)通狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的防浪涌無橋PFC電路，其特征在于，所述開關(guān)單元包括第一開關(guān)子單元和第二開關(guān)子單元；其中， 所述第一開關(guān)子單元的第一端子和第二開關(guān)子單元的第一端子，對應(yīng)連接交流電源第一輸出、第二輸出，并對應(yīng)連接無橋PFC電路的第一輸入、第二輸入； 所述第一開關(guān)子單元的第二端子和第二開關(guān)子單元的第二端子，對應(yīng)連接控制單元的兎觸卞、弟.~*觸卞; 所述第一開關(guān)子單元的第三端子和第二開關(guān)子單元的第三端子短接，并連接升壓電容的第二極板、無橋PFC電路的低壓輸出端； 所述第一開關(guān)子單元受控制單元控制，只在交流電源輸入的負(fù)半周處于導(dǎo)通狀態(tài)；所述第二開關(guān)子單元受控制單元控制，只在交流電源輸入的正半周處于導(dǎo)通狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的防浪涌無橋PFC電路，其特征在于， 當(dāng)浪涌串入交流電源輸入的正半周時(shí)，所述控制單元控制第二開關(guān)子單元導(dǎo)通，所述第一防護(hù)子單元、升壓電容和第二開關(guān)子單元形成回流，泄放浪涌能量； 當(dāng)浪涌串入交流電源輸入的負(fù)半周時(shí)，所述控制單元控制第一開關(guān)子單元導(dǎo)通，所述第二防護(hù)子單元、升壓電容和第一開關(guān)子單元形成回流，泄放浪涌能量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的防浪涌無橋PFC電路，其特征在于，所述防護(hù)單元采用包括二極管器件的拓?fù)洹?br> 6.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的防浪涌無橋PFC電路，其特征在于，所述開關(guān)單元采用包括金屬氧化物半導(dǎo)體管MOSFET、絕緣柵雙極型晶體管IGBT或繼電器的拓?fù)洹?br> 【文檔編號】H02M1/42GK103825447SQ201210468395
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2012年11月19日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月19日
【發(fā)明者】李俊凱, 鄭大成, 萬正海, 戴彬傳, 李丹, 浦錫鋒 申請人:中興通訊股份有限公司