[发明专利]一种具有保护电路的有源功率因素校正电路

说明书

技术领域

本发明涉及电源技术，具体地说涉及一种具有保护电路的有源功率因素校正电路。

背景技术

在电网中，各种负载尤其是非线性负载对电网供电质量存在重大影响。例如，许多用电器的电源需要将电网的交流电转换为直流电，在整流过程中产生的脉动电流包含有大量电流谐波分量。这些电流谐波分量倒流入电网，会造成对电网的谐波“污染”，当电流流过线路阻抗时造成谐波电压降，使正弦波电网电压发生畸变。此外，产生的谐波还造成电网电流的功率因素下降，增加配电系统导线与变压器的损耗；以及增大中线谐波电流，以致对电网上其它用电装置造成电磁干扰。同时功率因素降低也影响整个电源系统的负载能力和可靠性。

随着变频调速技术的不断广泛应用，该技术对电网功率因素产生的负面影响日益显著。这是由于，变频调速中需要对电源进行交-直-交的变换，上述过程会产生各种电流谐波，如果不采取措施，将严重降低电网功率因素，进而使电网的实际供电能力降低；同时，还会产生电磁干扰，影响其它用电设备。

为了应对上述情况，目前，我国对家电产品强制执行″CCC认证″(CCC认证即″中国强制认证″，其英文名称为″China Compulsory Certification″)标准，要达到这一标准的要求，各种家用变频设备必须进行功率因素校正。

将产品化的电流谐波抑制和功率因素校装置应用于变频空调等家用变频设备中，可以实现功率因素校正，并使各次谐波电流含量均满足″CCC认证″的EMC(电磁兼容)标准。所述EMC标准包括EMI(电磁干扰)标准及EMS(电磁耐受性)标准两部份。所谓电磁干扰，是指机器本身在执行应有功能的过程中所产生不利于其它系统的电磁噪声；所谓电磁耐受性，是指机器在执行功能的过程中不受周围电磁环境影响的能力。

通过近年来的研究，已有多种用于提高变频空调功率因素和减小电流谐波分量的装置，包括无源功率因素校正电路和有源功率因素校正电路。其中，有源功率因素校正电路又包括全程有源功率因素校正电路和部分有源功率因素校正电路。

图1示出现有技术下的一种全程有源功率因素校正电路，这种电路在整流器和负载之间接入一个DC/DC开关变换器。该DC/DC开关变换器包括一个用作可控开关的大功率开关晶体管，在该实施例中具体为绝缘栅双极型晶体管，即IGBT。该电路应用电流反馈技术，通过专用功率因素控制芯片(以下简称PFC控制芯片)控制该可控开关IGBT的实时导通，进行DC/DC开关变换，使输入端电流Ii波形在整个电周期内跟踪交流输入正弦电压波形。这种有源功率因素校正电路可使Ii接近正弦，从而使输入端总谐波畸变量(THD)小于5％，功率因素可提高到0.99甚至更高。

除了上述全程有源功率因素较正电路外，还存在部分有源功率因素校正电路。

不同的有源功率因素校正电路都需要采用一些功率开关器件，包括该例中所示的IGBT和大功率二极管等，这些器件是针对正常工作条件进行参数选择的，当整流电路处于异常电压等情况时，这些器件将处于不适合的工作条件，时间过长后，会严重缩短器件的使用寿命。

目前的有源功率因素校正电路中，对于直流过压等情况已经采用了一些保护措施，但是，这些保护措施不能完全保证功率因素校正电路工作在正常工作条件下。

发明内容

针对上述缺陷，本发明解决的技术问题在于，提供一种具有保护电路的有源功率因素校正电路，该电路能够检测当前电路工作条件是否正常，当工作条件异常时，则停止有源功率因素校正电路的工作，从而实现对有源功率因素校正电路的保护。

本发明提供的一种具有保护电路的有源功率因素校正电路，至少包括可控开关，以及实时控制该可控开关导通和截止的功率因素控制芯片，还包括电压检测电路，用于从整流后的直流母线电压或控制电压获得一电压取样值，并将该电压取样值输出到所述功率因素控制芯片；所述功率因素控制芯片中设置有对应于直流母线电压或控制电压正常范围上限值的电压取样上限值，当通过所述电压检测电路获得的电压取样值高于所述电压取样上限值时，则判断所述直流母线电压或控制电压过高，所述功率因素控制芯片停止控制所述有源功率因素校正电路的可控开关导通。