[实用新型]个人电脑开关电源功率因素提升电路

说明书

本实用新型属于输入交流电源线路中高次谐波的滤除及功率因素提升之技术领域，涉及一种个人电脑开关电源功率因素提升电路。可广泛应用于现在大量使用的个人电脑开关电源中。

现在的绝大部份个人电脑均采用传统桥式整流开关电源。此等装置造成输入交流电源线路中的电流含有严重高次谐波及功率因素偏低，同时造成电网资源浪费，对电网上的其他用电器造成干扰。

本实用新型的目的在于提供一种个人电脑开关电源功率因素提升电路，以克服传统桥式整流电路所存在的不足之处。应用本电路以后，传统传统桥式整流电路的缺点马上得到显著改善。

本实用新型的任务是以下述方式完成的，一种个人电脑开关电源功率因素提升电路，包括桥式整流器，滤波电容器，电容器，电感器，开关器件，二极管及开关控制电路，其关键在于，本电路含有四个引脚，两个为交流电输入端，另两个为直流电输出端，桥式整流器的交流输入端为交流电输入端，桥式整流器的直流输出端并接有滤波电容器，电感器的一端接到滤波电容器的正端，而另一端接到开关器件及二极管的正极，电容器的正端连接到二极管的负极，而电容器的负端连接到桥式整流器的直流输出端的负端。

由于该电路使用一种功率因素控制器去控制开关器件的开关，其结果使输入交流电流之波形及相位与输入交流电压相接近，该电路能直接插入现行的绝大部份个人电脑开关电源内。目前，绝大部份个人电脑开关电源均是采用桥式整流及滤波电容器取得直流电后，再经DC-DC开关稳压器再输出低压直流电供个人电脑使用，此类开关电源因为输入电流在每个交流周期内只有很短时间有电流通过，因此输入交流电源电流不连续及有尖峰形的脉冲，谐波分量高达110％-140％，造成功率因素很低，约为0.55-0.65，现今个人电脑的使用逐渐普及，如大量使用，将降低有功功率输出并严重影响电网的安全运行。

本实用新型所述的电路的具体实现方法请参见下述实施例及附图。

图1为个人电脑开关电源功率因素提升电路的电路结构原理图；

图2为传统个人电脑开关电源的交流输入电流波形；

图3为传统个人电脑开关电源的交流输入电流谐波含量分布图；

图4为应用本实用新型电路后的交流输入电流波形；

图5为应用本实用新型电路后的交流输入电流谐波含量分布图；

图6为传统个人电脑开关电源结构框图；

图7为应用本实用新型电路后的个人电脑开关电源结构框图。

参照图1，个人电脑开关电源功率因素提升电路包括桥式整流器1，电感器3，开关器件4，二极管5，滤波电容器2，电容器6及开关控制电路。接通电源后，当开关器件4尚在关闭状态时，输入电流如同传统的桥式整流及滤波电路；当开关器件4处于工作状态时，本电路即可马上改变上述的工作模式，使其成为高功率因素提升电路，并能改善目前正大量使用的个人电脑开关电源的功率因素及降低大量的谐波含量，同时减少对其他电子设备的干扰。有利于电网的安全运行。

本电路的实施及工作原理：将图1所示的电路取代传统个人电脑开关电源中桥式整流器即可马上成为一个高功率因素的个人电脑开关电源。图1中的桥式整流器1依然为一般的桥式整流器，电容器2的取值范围在0.01μF-4μF之间。电感器3的取值范围在30mH-300mH之间，开关器件4采用高速的半导体功率开关器件。二极管5采用与本电路的开关频率、电压及功率要求相适应的器件。电容器6的取值范围在10μF-350μF之间。

电路在接通交流电源后，电源通过桥式整流器1向电容器2充电，因为开关控制电路尚未进入工作状态，电源通过电感器3，二极管5向电容器6充电，此时电路与传统的个人电脑开关电源无异。当开关控制电路启动开关器件，开关器件工作后，电路开始进入工作状态，开关控制电路连续快速地对输入电压及波形，输入电流及波形，输出电压等进行检测。通过计算对开关器件4采取有效的控制，使输入交流电流趋近正弦并与输入电压同相以达到提高个人电脑开关电源的功率因素及降低大量的谐波含量的目的。

图2和图3分别为传统个人电脑开关电源的交流输入电流波形图以及交流输入电流谐波含量分布图。参照图2和图3并结合图6可以看出，传统的个人电脑开关电源采用桥式整流及滤波电容器取得直流电后，再经DC-DC开关稳压器再输出低压直流电供个人电脑使用，此类开关电源因为输入电流在每个交流周期内只有很短时间有电流通过，因此输入交流电源电流不连续及有尖峰形的脉冲，谐波分量高达110％-140％，造成功率因素很低。