一種驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)型負(fù)載的高功率因數(shù)填谷電路及開(kāi)關(guān)電源的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)型負(fù)載的高功率因數(shù)填谷電路及開(kāi)關(guān)電源，高功率因數(shù)填谷電路包括三個(gè)端口；第一開(kāi)關(guān)管的第一端為第一端口；第一開(kāi)關(guān)管的第一端連接脈動(dòng)直流電源的正輸出端，第一開(kāi)關(guān)管的第二端連接第一節(jié)點(diǎn)；第二開(kāi)關(guān)管的第一端連接第一節(jié)點(diǎn)，第二開(kāi)關(guān)管的第二端連接脈動(dòng)直流電源的負(fù)輸出端；第二開(kāi)關(guān)管的第二端為第二端口；第一電感的第一端連接脈動(dòng)直流電源的正輸出端，第一電感的第二端連接第二節(jié)點(diǎn)；第二節(jié)點(diǎn)為第三端口；第一電容的第一端連接第一節(jié)點(diǎn)，第一電容的第二端連接第二節(jié)點(diǎn)；第二端口和第三端口之間連接開(kāi)關(guān)型負(fù)載。該電路中的第一電容可以采用低壓電容，容易選型。調(diào)整整流橋的導(dǎo)通角來(lái)實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)的可控。
【專(zhuān)利說(shuō)明】—種驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)型負(fù)載的高功率因數(shù)填谷電路及開(kāi)關(guān)電源
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電子【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)型負(fù)載的高功率因數(shù)填谷電路及開(kāi)關(guān)電源。
【背景技術(shù)】
[0002]在當(dāng)前的電源變換領(lǐng)域，開(kāi)關(guān)電源因其高效率、小體積的優(yōu)點(diǎn)在國(guó)民行業(yè)中獲得廣泛應(yīng)用。對(duì)市電AC/DC開(kāi)關(guān)電源而言，根據(jù)各個(gè)國(guó)家規(guī)范規(guī)定，一般都需要加入功率因數(shù)校正(PFC, Power Factor Correction),以提高用電設(shè)備的功率因數(shù)，降低設(shè)備對(duì)電網(wǎng)的諧波污染。
[0003]當(dāng)前的功率因數(shù)校正主要有兩種:有源功率因數(shù)校正和無(wú)源功率因數(shù)校正。有源功率因數(shù)校正是高性能開(kāi)關(guān)電源采用的主要方法，其具有高功率因數(shù)(大于0.98)和低諧波含量(小于10% )的特點(diǎn)，但其需要專(zhuān)用芯片，成本較高，在中小功率開(kāi)關(guān)電源中應(yīng)用較少。無(wú)源功率因數(shù)校正雖然有功率因數(shù)低的缺點(diǎn)，但因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、可靠性高而常用在一些小功率產(chǎn)品中(如節(jié)能燈、LED照明等)。圖1所示的無(wú)源填谷電路是現(xiàn)有技術(shù)中常用的無(wú)源功率因數(shù)校正電路，其特點(diǎn)是二極管D1、D2、D3與儲(chǔ)能電容Cl和C2組成的電路具有串聯(lián)充電、并聯(lián)放電的特點(diǎn)，增大了整流橋的導(dǎo)通角，從而提高了功率因數(shù)。中國(guó)申請(qǐng)專(zhuān)利CN201310277987.7 “一種有源控制的填谷電路及其控制方法”對(duì)此電路工作特點(diǎn)有詳細(xì)的描述。
[0004]這種無(wú)源填谷電路的輸出電壓最低值為交流電壓峰值的一半，不具有調(diào)整性，應(yīng)用受到限制，功率因數(shù)不高，一般小于0.9。當(dāng)然也可以采用多級(jí)擴(kuò)展的方式，不過(guò)這時(shí)元器件數(shù)目會(huì)大大增加，成本也相應(yīng)增加，實(shí)際應(yīng)用中幾乎不采用。
[0005]綜上，本領(lǐng)域技術(shù)人員需要提供一種驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)型負(fù)載的高功率因數(shù)填谷電路，既具有無(wú)源PFC結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、低成本的特點(diǎn)，又有高功率因數(shù)的特點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)型負(fù)載的高功率因數(shù)填谷電路及開(kāi)關(guān)電源，具有無(wú)源PFC結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低的優(yōu)點(diǎn)，并且具有較高的功率因數(shù)。
[0007]本發(fā)明實(shí)施例提供一種驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)型負(fù)載的高功率因數(shù)填谷電路，包括:第一開(kāi)關(guān)管、第二開(kāi)關(guān)管、第一電感和第一電容；
[0008]所述高功率因數(shù)填谷電路包括三個(gè)端口 ；所述第一開(kāi)關(guān)管的第一端為該填谷電路的第一端口；
[0009]所述第一開(kāi)關(guān)管的第一端連接脈動(dòng)直流電源的正輸出端，所述第一開(kāi)關(guān)管的第二端連接第一節(jié)點(diǎn)；
[0010]所述第二開(kāi)關(guān)管的第一端連接所述第一節(jié)點(diǎn)，所述第二開(kāi)關(guān)管的第二端連接所述脈動(dòng)直流電源的負(fù)輸出端；所述第二開(kāi)關(guān)管的第二端為該填谷電路的第二端口 ；
[0011]所述第一電感的第一端連接所述脈動(dòng)直流電源的正輸出端，所述第一電感的第二端連接第二節(jié)點(diǎn)；所述第二節(jié)點(diǎn)為該填谷電路的第三端口 ；
[0012]所述第一電容的第一端連接所述第一節(jié)點(diǎn)，所述第一電容的第二端連接所述第二節(jié)點(diǎn)；
[0013]所述第二端口和第三端口之間連接開(kāi)關(guān)型負(fù)載，所述開(kāi)關(guān)型負(fù)載為負(fù)載和開(kāi)關(guān)串聯(lián)。
[0014]優(yōu)選地，所述第一電容為陶瓷電容。
[0015]優(yōu)選地，所述第一開(kāi)關(guān)管和第二開(kāi)關(guān)管均為不可控的二極管，分別為第一二極管
和第二二極管；
[0016]所述第一二極管的陰極連接脈動(dòng)直流電源的正輸出端，所述第一二極管的陽(yáng)極連接第一節(jié)點(diǎn)；
[0017]所述第二二極管的陰極連接所述第一節(jié)點(diǎn)，所述第二二極管的陽(yáng)極連接所述脈動(dòng)直流電源的負(fù)輸出端。
[0018]優(yōu)選地，所述第一開(kāi)關(guān)管和第二開(kāi)關(guān)管均為可控的MOS管，分別為第一 MOS管和第
二MOS 管。
[0019]本發(fā)明實(shí)施例還提供一種驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)型負(fù)載的高功率因數(shù)填谷電路，包括:第一開(kāi)關(guān)管、第二開(kāi)關(guān)管、第一電感和第一電容；
[0020]所述高功率因數(shù)填谷電路包括三個(gè)端口 ；所述第一開(kāi)關(guān)管的第一端為該填谷電路的第一端口；
[0021]所述第一開(kāi)關(guān)管的第一端連接脈動(dòng)直流電源的正輸出端，所述第一開(kāi)關(guān)管的第二端連接第一節(jié)點(diǎn)；
[0022]所述第二開(kāi)關(guān)管的第一端連接所述第一節(jié)點(diǎn)，所述第二開(kāi)關(guān)管的第二端連接所述脈動(dòng)直流電源的負(fù)輸出端；所述第二開(kāi)關(guān)管的第二端為該填谷電路的第二端口 ；
[0023]所述第一電感的第一端連接所述第二開(kāi)關(guān)管的第二端，所述第一電感的第二端連接第二節(jié)點(diǎn)；所述第二節(jié)點(diǎn)為該填谷電路的第三端口 ；
[0024]所述第一電容的第一端連接所述第一節(jié)點(diǎn)，所述第一電容的第二端連接所述第二節(jié)點(diǎn)；
[0025]所述第一端口和第三端口之間連接開(kāi)關(guān)型負(fù)載，所述開(kāi)關(guān)型負(fù)載為負(fù)載和開(kāi)關(guān)串聯(lián)。
[0026]本發(fā)明實(shí)施例還提供一種開(kāi)關(guān)電源，包括:整流器、高功率因數(shù)填谷電路和開(kāi)關(guān)；
[0027]所述整流器的輸入端連接交流電源，用于將所述交流電源的交流電整流為脈動(dòng)直流電作為脈動(dòng)直流電源；
[0028]所述高功率因數(shù)填谷電路包括:第一開(kāi)關(guān)管、第二開(kāi)關(guān)管、第一電感和第一電容；
[0029]所述高功率因數(shù)填谷電路包括三個(gè)端口 ；所述第一開(kāi)關(guān)管的第一端為該填谷電路的第一端口；
[0030]所述第一開(kāi)關(guān)管的第一端連接脈動(dòng)直流電源的正輸出端，所述第一開(kāi)關(guān)管的第二端連接第一節(jié)點(diǎn)；
[0031]所述第二開(kāi)關(guān)管的第一端連接所述第一節(jié)點(diǎn)，所述第二開(kāi)關(guān)管的第二端連接所述脈動(dòng)直流電源的負(fù)輸出端；所述第二開(kāi)關(guān)管的第二端為該填谷電路的第二端口 ；
[0032]所述第一電感的第一端連接所述脈動(dòng)直流電源的正輸出端，所述第一電感的第二端連接第二節(jié)點(diǎn)；所述第二節(jié)點(diǎn)為該填谷電路的第三端口 ；
[0033]所述第一電容的第一端連接所述第一節(jié)點(diǎn)，所述第一電容的第二端連接所述第二節(jié)點(diǎn)；
[0034]所述第二端口和第三端口之間連接開(kāi)關(guān)型負(fù)載，所述開(kāi)關(guān)型負(fù)載為負(fù)載和開(kāi)關(guān)串聯(lián)。
[0035]優(yōu)選地，所述第一電容為陶瓷電容。
[0036]優(yōu)選地，所述第一開(kāi)關(guān)管和第二開(kāi)關(guān)管均為不可控的二極管，分別為第一二極管
和第二二極管；
[0037]所述第一二極管的陰極連接脈動(dòng)直流電源的正輸出端，所述第一二極管的陽(yáng)極連接第一節(jié)點(diǎn)；
[0038]所述第二二極管的陰極連接所述第一節(jié)點(diǎn)，所述第二二極管的陽(yáng)極連接所述脈動(dòng)直流電源的負(fù)輸出端。
[0039]優(yōu)選地，所述第一開(kāi)關(guān)管和第二開(kāi)關(guān)管均為可控的MOS管，分別為第一 MOS管和第二 MOS 管。
[0040]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0041]本發(fā)明提供的無(wú)源填谷電路結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，借用了負(fù)載為開(kāi)關(guān)型的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，從而具有了部分有源PFC的特點(diǎn)，即高功率因數(shù)、低諧波。并且該電路的功率因數(shù)可通過(guò)調(diào)節(jié)第一電容兩端的電壓(第一電容上電壓的取值范圍為O到交流輸入電壓的最大值)，從而調(diào)整整流橋的導(dǎo)通角來(lái)實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)的可控。由于本發(fā)明實(shí)施例提供的無(wú)源填谷電路中的第一電容上的電壓可控，所以第一電容可以采用低壓電容，使得第一電容的選擇更加廣泛。由于低壓電容的體積小、成本低，容易選型，因此，可以使開(kāi)關(guān)型負(fù)載使用的電源應(yīng)用環(huán)境廣泛，可以使用在高溫等場(chǎng)合，整體設(shè)備的壽命可以得到提高。該無(wú)源填谷電路的最低輸出電壓始終大于或等于第一電容兩端的電壓。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0042]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0043]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的一種無(wú)源填谷電路的示意圖；
[0044]圖2是本發(fā)明提供的開(kāi)關(guān)型負(fù)載的高功率因數(shù)填谷電路實(shí)施例一示意圖；
[0045]圖3是圖2的另一種變形示意圖；
[0046]圖4是本發(fā)明提供的第一開(kāi)關(guān)管和第二開(kāi)關(guān)管均為二極管時(shí)的電路圖；
[0047]圖5是圖4的另一種變形不意圖；
[0048]圖6是本發(fā)明提供的圖4對(duì)應(yīng)的波形圖；
[0049]圖7是本發(fā)明提供的開(kāi)關(guān)電源實(shí)施例一示意圖；
[0050]圖8是本發(fā)明提供的開(kāi)關(guān)電源實(shí)施例二示意圖。
【具體實(shí)施方式】[0051]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0052]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做詳細(xì)的說(shuō)明。
[0053]參見(jiàn)圖2，該圖為本發(fā)明提供的驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)型負(fù)載的高功率因數(shù)填谷電路實(shí)施例一示意圖。
[0054]本實(shí)施例提供一種開(kāi)關(guān)型負(fù)載的高功率因數(shù)填谷電路，包括:第一開(kāi)關(guān)管G1、第二開(kāi)關(guān)管G2、第一電感LI和第一電容Cl ；
[0055]所述高功率因數(shù)填谷電路包括三個(gè)端口 ；所述第一開(kāi)關(guān)管Gl的第一端為該填谷電路的第一端口；
[0056]所述第一開(kāi)關(guān)管Gl的第一端連接脈動(dòng)直流電源的正輸出端，所述第一開(kāi)關(guān)管Gl的第二端連接第一節(jié)點(diǎn)A ；
[0057]所述第二開(kāi)關(guān)管G2的第一端連接所述第一節(jié)點(diǎn)A，所述第二開(kāi)關(guān)管G2的第二端連接所述脈動(dòng)直流電源的負(fù)輸出端；所述第二開(kāi)關(guān)管的第二端為該填谷電路的第二端口 ；所述第一電感LI的第一端連接所述脈動(dòng)直流電源的正輸出端，所述第一電感LI的第二端連接第二節(jié)點(diǎn)B ;所述第二節(jié)點(diǎn)B為該填谷電路的第三端口 ；
[0058]所述第一電容Cl的第一端連接所述第一節(jié)點(diǎn)A，所述第一電容Cl的第二端連接所述第二節(jié)點(diǎn)B ；
[0059]所述第二端口和第三端口之間連接開(kāi)關(guān)型負(fù)載，所述開(kāi)關(guān)型負(fù)載為負(fù)載和開(kāi)關(guān)SI串聯(lián)。
[0060]所述高功率因數(shù)填谷電路的輸出端連接開(kāi)關(guān)型負(fù)載。需要說(shuō)明的是，開(kāi)關(guān)型負(fù)載的意思是指負(fù)載的供電是由開(kāi)關(guān)來(lái)斷續(xù)控制的，例如，可以為L(zhǎng)ED燈。
[0061]可以理解的是，LI連接在第二節(jié)點(diǎn)B和脈動(dòng)直流電源的正輸出端之間外，還可以連接在第二節(jié)點(diǎn)B和脈動(dòng)直流電源的負(fù)輸出端之間，具體可以參見(jiàn)圖3所示。
[0062]圖3所對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)型負(fù)載的高功率因數(shù)填谷電路，包括:第一開(kāi)關(guān)管G1、第二開(kāi)關(guān)管G2、第一電感LI和第一電容Cl ；
[0063]所述高功率因數(shù)填谷電路包括三個(gè)端口 ；
[0064]所述第一開(kāi)關(guān)管Gl的第一端為該填谷電路的第一端口 ；
[0065]所述第一開(kāi)關(guān)管Gl的第一端連接脈動(dòng)直流電源的正輸出端，所述第一開(kāi)關(guān)管Gl的第二端連接第一節(jié)點(diǎn)A ；
[0066]所述第二開(kāi)關(guān)管G2的第一端連接所述第一節(jié)點(diǎn)A，所述第二開(kāi)關(guān)管G2的第二端連接所述脈動(dòng)直流電源的負(fù)輸出端；所述第二開(kāi)關(guān)管G2的第二端為該填谷電路的第二端口 ；
[0067]所述第一電感LI的第一端連接所述第二開(kāi)關(guān)管G2的第二端，所述第一電感LI的第二端連接第二節(jié)點(diǎn)B ;所述第二節(jié)點(diǎn)B為該填谷電路的第三端口 ；
[0068]所述第一電容Cl的第一端連接所述第一節(jié)點(diǎn)A，所述第一電容Cl的第二端連接所述第二節(jié)點(diǎn)B ；
[0069]所述第一端口和第三端口之間連接開(kāi)關(guān)型負(fù)載，所述開(kāi)關(guān)型負(fù)載為負(fù)載和開(kāi)關(guān)SI串聯(lián)。
[0070]需要說(shuō)明的是，所述第一開(kāi)關(guān)管和第二開(kāi)關(guān)管可以為不可控開(kāi)關(guān)管，例如均為二極管。所述第一開(kāi)關(guān)管和第二開(kāi)關(guān)管也可以均為可控開(kāi)關(guān)管，例如均為MOS管。但是當(dāng)為MOS管時(shí)，需要控制MOS管的開(kāi)關(guān)狀態(tài)達(dá)到與二極管的導(dǎo)通狀態(tài)一致，即起到二極管同樣的作用。由于二極管有一定的導(dǎo)通壓降，因此，可以用MOS管來(lái)實(shí)現(xiàn)二極管單向?qū)ǖ墓δ?，但是需要控制MOS管的狀態(tài)，增加了控制電路的復(fù)雜。因此，所述第一開(kāi)關(guān)管和第二開(kāi)關(guān)管為二極管和MOS管各有利弊，可以根據(jù)實(shí)際需要來(lái)選擇使用。
[0071]另外，可以理解的是，第一開(kāi)關(guān)管和第二開(kāi)關(guān)管可以其中一個(gè)為二極管，另一個(gè)為MOS管，實(shí)現(xiàn)原理相同，在此不再贅述。
[0072]下面以第一開(kāi)關(guān)管和第二開(kāi)關(guān)管均為二極管為例來(lái)詳細(xì)介紹本發(fā)明提供的電路的工作原理。
[0073]參見(jiàn)圖4，該圖為第一開(kāi)關(guān)管和第二開(kāi)關(guān)管均為二極管時(shí)的電路圖。
[0074]所述第一開(kāi)關(guān)管和第二開(kāi)關(guān)管均為不可控的二極管，分別為第一二極管Dl和第二二極管D2 ；
[0075]所述第一二極管Dl的陰極連接脈動(dòng)直流電源的正輸出端，所述第一二極管Dl的陽(yáng)極連接第一節(jié)點(diǎn)；
[0076]所述第二二極管D2的陰極連接所述第一節(jié)點(diǎn)，所述第二二極管D2的陽(yáng)極連接所述脈動(dòng)直流電源的負(fù)輸出端。
[0077]為了描述方便,設(shè)脈動(dòng)直流電源的輸出電壓為Vin,第一電容Cl上的電壓為Vc,高功率因數(shù)填谷電路輸出端的電壓為Vout。
[0078]當(dāng)?shù)谝婚_(kāi)關(guān)SI閉合時(shí)，如果Vin大于Vc (忽略二極管上的壓降)，則LI中有電流流過(guò)，即電流的流向?yàn)?Vin-Ll-B-負(fù)載；此時(shí)，LI中儲(chǔ)存能量，Dl和D2均不導(dǎo)通，Cl兩端的電壓不變。
[0079]當(dāng)?shù)谝婚_(kāi)關(guān)SI閉合時(shí)，如果Vin小于VcJU LI中沒(méi)有電流流過(guò)(即LI中沒(méi)有能量?jī)?chǔ)存)，這時(shí)負(fù)載上消耗的能量由Cl來(lái)提供，即電流的流向?yàn)?C1-B-負(fù)載-D2，此時(shí)，Dl不導(dǎo)通。
[0080]當(dāng)?shù)谝婚_(kāi)關(guān)SI斷開(kāi)時(shí)，如果LI中電流不為零，則為Cl充電，將能量轉(zhuǎn)移到Cl中，此時(shí)Dl導(dǎo)通。
[0081]可以理解的是，LI連接在第二節(jié)點(diǎn)B和脈動(dòng)直流電源的正輸出端之間外，還可以連接在第二節(jié)點(diǎn)B和脈動(dòng)直流電源的負(fù)輸出端之間，具體可以參見(jiàn)圖圖5所示。
[0082]本實(shí)施例提供的高功率因數(shù)填谷電路的工作原理非常簡(jiǎn)單，而且電路結(jié)構(gòu)也很簡(jiǎn)單，成本很低。并且，該電路的負(fù)載為開(kāi)關(guān)型負(fù)載，因此，具有了部分有源PFC電路的特點(diǎn)，即高功率因數(shù)低諧波。從以上結(jié)合圖4的原理圖分析可知，高功率因數(shù)填谷電路輸出端的電壓Vout始終大于或等于Cl兩端的電壓(忽略二極管的壓降)，具體波形可以參見(jiàn)圖6，該圖為本發(fā)明圖4對(duì)應(yīng)的波形圖。
[0083]因此，本發(fā)明的工作原理可以總結(jié)如下:當(dāng)Vin電壓高時(shí)，除了為負(fù)載提供能量以夕卜，還通過(guò)LI將部分能量?jī)?chǔ)存到Cl中；當(dāng)Vin電壓較低(Vin〈Vc)時(shí)，由Cl向負(fù)載提供能量。
[0084]從圖6中可以看出，電容Cl兩端的電壓Vc如圖中的實(shí)線所示，其中在Vac為O的階段，如圖tl-t2時(shí)間段內(nèi)，B點(diǎn)的電壓為電容上的電壓，如圖中的粗實(shí)線部分，而不是O，從而可以看出，B點(diǎn)的電壓是填谷以后的電壓，B點(diǎn)的電壓在Vac的零點(diǎn)附件進(jìn)行了填谷，減小了波動(dòng)。
[0085]其中，Vin-max為Vin的最大電壓。
[0086]需要說(shuō)明的是，Vin為脈動(dòng)直流電壓，可以由整流器將交流整流后得到，具體可以參見(jiàn)圖7。
[0087]圖7為本發(fā)明提供的包括上述實(shí)施例的高功率因數(shù)填谷電路的開(kāi)關(guān)電源。
[0088]本實(shí)施例提供的開(kāi)關(guān)電源，包括:整流器100、高功率因數(shù)填谷電路和開(kāi)關(guān)SI ；
[0089]所述整流器100的輸入端連接交流電源，用于將所述交流電源的交流電整流為脈動(dòng)直流電作為脈動(dòng)直流電源；
[0090]所述高功率因數(shù)填谷電路包括:第一開(kāi)關(guān)管、第二開(kāi)關(guān)管、第一電感LI和第一電容Cl ；
[0091]所述高功率因數(shù)填谷電路包括三個(gè)端口 ；所述第一開(kāi)關(guān)管的第一端為該填谷電路的第一端口；
[0092]以第一開(kāi)關(guān)管和第二開(kāi)關(guān)管均為二極管為例進(jìn)行說(shuō)明。
[0093]所述第一二極管Dl的陰極連接脈動(dòng)直流電源的正輸出端，所述第一二極管Dl的陽(yáng)極連接第一節(jié)點(diǎn)；
[0094]所述第二二極管D2的陰極連接所述第一節(jié)點(diǎn)A，所述第二二極管D2的陽(yáng)極連接所述脈動(dòng)直流電源的負(fù)輸出端。所述第二二極管D2的陽(yáng)極為該填谷電路的第二端口 ；
[0095]所述第一電感LI的第一端連接所述脈動(dòng)直流電源的正輸出端，所述第一電感LI的第二端連接第二節(jié)點(diǎn)B ;所述第二節(jié)點(diǎn)B為該填谷電路的第三端口 ；
[0096]所述第一電容Cl的一端連接所述第一節(jié)點(diǎn)A，所述第一電容Cl的另一端連接所述第二節(jié)點(diǎn)B ；
[0097]所述第二端口和第三端口之間連接開(kāi)關(guān)型負(fù)載，所述開(kāi)關(guān)型負(fù)載為負(fù)載和開(kāi)關(guān)SI串聯(lián)。
[0098]從圖7中可以看出，交流AC通過(guò)整流器100整流為脈動(dòng)直流電壓Vin。
[0099]本實(shí)施例中的整流器100由四個(gè)二極管組成整流橋來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0100]圖7中虛線方框內(nèi)的是本發(fā)明提供的高功率因數(shù)填谷電路。
[0101]由于本發(fā)明實(shí)施例提供的高功率因數(shù)填谷電路中的第一電容Cl上的電壓可控，具體可以通過(guò)調(diào)整LI和負(fù)載的阻抗比值來(lái)調(diào)節(jié)Cl上的電壓，所以Cl可以采用低壓電容，不必像現(xiàn)有技術(shù)中那樣采用電解電容。這樣第一電容的選擇更加廣泛。本實(shí)施例中的Cl可以采用陶瓷電容，由于陶瓷電容的體積小、成本低、選型容易。因此，可以使開(kāi)關(guān)型負(fù)載使用的電源應(yīng)用環(huán)境更廣泛，可以使用在高溫等場(chǎng)合，整體設(shè)備的壽命可以得到提高。
[0102]另外，對(duì)于市電220V來(lái)說(shuō)，在中小功率開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)中，由于LI的電感值一般比較小，如果Cl的體積能夠較小，那么可以使整個(gè)高功率因數(shù)填谷電路的結(jié)構(gòu)非常緊湊，體積小，可以大大節(jié)省PCB的空間。
[0103]并且，對(duì)于功率因數(shù)要求較高的場(chǎng)合，本實(shí)施例提供的高功率因數(shù)填谷電路,例如對(duì)于220V交流輸入情況下，控制Cl上的電壓在50V時(shí)，功率因數(shù)可以高達(dá)0.95，這樣可以減少對(duì)電網(wǎng)的干擾。[0104]需要說(shuō)明的是，現(xiàn)有技術(shù)中有在圖7的整流器100的輸入端和/或輸出端并聯(lián)濾波電容，但是這樣并聯(lián)的濾波電容會(huì)造成整個(gè)電路的功率因數(shù)下降，因?yàn)闉V波電容會(huì)導(dǎo)致輸入電壓和輸入電流的相位出現(xiàn)偏差。而本實(shí)施例提供的濾波電路中的電容不會(huì)導(dǎo)致功率因數(shù)下降。
[0105]下面結(jié)合具體應(yīng)用場(chǎng)景說(shuō)明本發(fā)明提供的高功率因數(shù)填谷電路的作用。
[0106]需要說(shuō)明的是，本發(fā)明提供的高功率因數(shù)填谷電路適用于負(fù)載為開(kāi)關(guān)型的，即負(fù)載串聯(lián)著開(kāi)關(guān)。
[0107]本發(fā)明提供的高功率因數(shù)填谷電路尤其適用于無(wú)頻閃LED驅(qū)動(dòng)電源，效果更好。
[0108]參見(jiàn)圖8，該圖為本發(fā)明提供的開(kāi)關(guān)電源實(shí)施例二示意圖。
[0109]本實(shí)施例提供的是一種無(wú)頻閃、無(wú)電解電容的LED驅(qū)動(dòng)電源，虛框內(nèi)為高功率因數(shù)填谷電路。
[0110]圖8中的負(fù)載為L(zhǎng)ED，開(kāi)關(guān)Ql相當(dāng)于第一開(kāi)關(guān)。PWM驅(qū)動(dòng)器200用于提供PWM脈沖，輸入Ql的控制端，來(lái)控制Ql的開(kāi)關(guān)狀態(tài)。
[0111]Ql可以采用M0SFET，例如可以選擇Fairchild的FQP5N60C ；
[0112]PWM驅(qū)動(dòng)器可以選擇Silergy公司專(zhuān)為L(zhǎng)ED照明設(shè)計(jì)的SY5814A(Single StageBuck PFC Controller)。
[0113]D1、D2、D4 可選 MURS160T。
[0114]LI電感值可以選擇為33微亨，L2電感值可以選擇為470微亨，電容Cl可以選擇為50伏30微法陶瓷電容(3個(gè)10微法)。
[0115]下面描述圖8的工作原理:
[0116]Ql閉合時(shí)，如果Vin大于Vc (忽略二極管壓降)，電流流向?yàn)?Vin->Ll->Vout->L2->LED->Ql->GND, LI 中儲(chǔ)存能量，Dl、D2、D4 均不導(dǎo)通，Cr 兩端電壓不變。
[0117]Ql閉合時(shí)，如果Vin小于Vc，則LI中無(wú)電流流過(guò)，這時(shí)LED上消耗功率均由Cl提供，電流流向?yàn)?Cl->Vout->L2->LED->Ql->GND->D2->Cl，D1、D4 不導(dǎo)通.[0118]當(dāng)Ql斷開(kāi)時(shí)，如果LI中電流不為0，則通過(guò)與Cl諧振將能量轉(zhuǎn)移到Cl中(為Cl充能)，同時(shí)電感L2通過(guò)D4續(xù)流，繼續(xù)點(diǎn)亮LED，電流回路為L(zhǎng)2->LED->D4_>L2。
[0119]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制。雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動(dòng)和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)型負(fù)載的高功率因數(shù)填谷電路，其特征在于，包括:第一開(kāi)關(guān)管、第二開(kāi)關(guān)管、第一電感和第一電容； 所述高功率因數(shù)填谷電路包括三個(gè)端口 ；所述第一開(kāi)關(guān)管的第一端為該填谷電路的第一端口 ； 所述第一開(kāi)關(guān)管的第一端連接脈動(dòng)直流電源的正輸出端，所述第一開(kāi)關(guān)管的第二端連接第一節(jié)點(diǎn)； 所述第二開(kāi)關(guān)管的第一端連接所述第一節(jié)點(diǎn)，所述第二開(kāi)關(guān)管的第二端連接所述脈動(dòng)直流電源的負(fù)輸出端；所述第二開(kāi)關(guān)管的第二端為該填谷電路的第二端口 ； 所述第一電感的第一端連接所述脈動(dòng)直流電源的正輸出端，所述第一電感的第二端連接第二節(jié)點(diǎn)；所述第二節(jié)點(diǎn)為該填谷電路的第三端口 ； 所述第一電容的第一端連接所述第一節(jié)點(diǎn)，所述第一電容的第二端連接所述第二節(jié)占.所述第二端口和第三端口之間連接開(kāi)關(guān)型負(fù)載，所述開(kāi)關(guān)型負(fù)載為負(fù)載和開(kāi)關(guān)串聯(lián)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)型負(fù)載的高功率因數(shù)填谷電路，其特征在于，所述第一電容為陶瓷電容。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)型負(fù)載的高功率因數(shù)填谷電路，其特征在于，所述第一開(kāi)關(guān)管和第二開(kāi)關(guān)管均為不可控的二極管，分別為第一二極管和第二二極管； 所述第一二極管的陰極連接脈動(dòng)直流電源的正輸出端，所述第一二極管的陽(yáng)極連接第一節(jié)點(diǎn)； 所述第二二極管的陰極連接所述第一節(jié)點(diǎn)，所述第二二極管的陽(yáng)極連接所述脈動(dòng)直流電源的負(fù)輸出端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)型負(fù)載的高功率因數(shù)填谷電路，其特征在于，所述第一開(kāi)關(guān)管和第二開(kāi)關(guān)管均為可控的MOS管，分別為第一 MOS管和第二 MOS管。
5.一種驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)型負(fù)載的高功率因數(shù)填谷電路，其特征在于，包括:第一開(kāi)關(guān)管、第二開(kāi)關(guān)管、第一電感和第一電容； 所述高功率因數(shù)填谷電路包括三個(gè)端口 ；所述第一開(kāi)關(guān)管的第一端為該填谷電路的第一端口 ； 所述第一開(kāi)關(guān)管的第一端連接脈動(dòng)直流電源的正輸出端，所述第一開(kāi)關(guān)管的第二端連接第一節(jié)點(diǎn)； 所述第二開(kāi)關(guān)管的第一端連接所述第一節(jié)點(diǎn)，所述第二開(kāi)關(guān)管的第二端連接所述脈動(dòng)直流電源的負(fù)輸出端；所述第二開(kāi)關(guān)管的第二端為該填谷電路的第二端口 ； 所述第一電感的第一端連接所述第二開(kāi)關(guān)管的第二端，所述第一電感的第二端連接第二節(jié)點(diǎn)；所述第二節(jié)點(diǎn)為該填谷電路的第三端口 ； 所述第一電容的第一端連接所述第一節(jié)點(diǎn)，所述第一電容的第二端連接所述第二節(jié)占.所述第一端口和第三端口之間連接開(kāi)關(guān)型負(fù)載，所述開(kāi)關(guān)型負(fù)載為負(fù)載和開(kāi)關(guān)串聯(lián)。
6.一種開(kāi)關(guān)電源，其特征在于，包括:整流器、高功率因數(shù)填谷電路和開(kāi)關(guān)； 所述整流器的輸入端連接交流電源，用于將所述交流電源的交流電整流為脈動(dòng)直流電作為脈動(dòng)直流電源；所述高功率因數(shù)填谷電路包括:第一開(kāi)關(guān)管、第二開(kāi)關(guān)管、第一電感和第一電容； 所述高功率因數(shù)填谷電路包括三個(gè)端口 ；所述第一開(kāi)關(guān)管的第一端為該填谷電路的第一端口 ； 所述第一開(kāi)關(guān)管的第一端連接脈動(dòng)直流電源的正輸出端，所述第一開(kāi)關(guān)管的第二端連接第一節(jié)點(diǎn)； 所述第二開(kāi)關(guān)管的第一端連接所述第一節(jié)點(diǎn)，所述第二開(kāi)關(guān)管的第二端連接所述脈動(dòng)直流電源的負(fù)輸出端；所述第二開(kāi)關(guān)管的第二端為該填谷電路的第二端口 ； 所述第一電感的第一端連接所述脈動(dòng)直流電源的正輸出端，所述第一電感的第二端連接第二節(jié)點(diǎn)；所述第二節(jié)點(diǎn)為該填谷電路的第三端口 ； 所述第一電容的第一端連接所述第一節(jié)點(diǎn)，所述第一電容的第二端連接所述第二節(jié)占.所述第二端口和第三端口之間連接開(kāi)關(guān)型負(fù)載，所述開(kāi)關(guān)型負(fù)載為負(fù)載和開(kāi)關(guān)串聯(lián)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的開(kāi)關(guān)電源，其特征在于，所述第一電容為陶瓷電容。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的開(kāi)關(guān)電源，其特征在于，所述第一開(kāi)關(guān)管和第二開(kāi)關(guān)管均為不可控的二極管，分別為第一二極管和第二二極管； 所述第一二極管的陰極連接脈動(dòng)直流電源的正輸出端，所述第一二極管的陽(yáng)極連接第一節(jié)點(diǎn)； 所述第二二極管的陰極連接所述第一節(jié)點(diǎn)，所述第二二極管的陽(yáng)極連接所述脈動(dòng)直流電源的負(fù)輸出端。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的開(kāi)關(guān)電源，其特征在于，所述第一開(kāi)關(guān)管和第二開(kāi)關(guān)管均為可控的MOS管，分別為第一 MOS管和第二 MOS管。
【文檔編號(hào)】H05B37/02GK104022636SQ201410276022
【公開(kāi)日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2014年6月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月19日
【發(fā)明者】熊曉丹 申請(qǐng)人:熊曉丹