[发明专利]电荷式功率因素校正电路

说明书

技术领域

本发明涉及电子电气技术领域，具体地说是一种电荷式功率因素校正电路。

背景技术

目前，功率因数校正技术中，单级变换均采用升压电路，使用电感存储能量；多级变换一般使用升降压技术或者谐振式变换技术。单级变换的输出电压一般是输入交流电压的峰值；多级变换由于有降压电路的存在，输出的电压是与输入电压一致的直流电压，但是由于使用的元器件较多并且前端仍然是升压电路，所以元器件承受的电应力比较大，容易引发系统故障，可靠性较低。

因此，设计一种输出电压能够与输入电压有效值一致，且使用的元器件较少、元器件的应力不大于输入电源的最大电压的电荷式功率因素校正电路是至关重要的。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供了一种输出电压能够与输入电压有效值一致，且使用的元器件较少、元器件的应力不大于输入电源的最大电压的电荷式功率因素校正电路。

为了达到上述目的，本发明包括二极管、三极管、电容、驱动电源、输入电源和电阻，其特征在于：二极管D8的阳极接地，二极管D8的阴极分别与电容C1和电容C2的一端连接，电容C2的另一端分别与三极管Q1的发射极、三极管Q2的发射极和电阻R2连接，三极管Q1的集电极与电容C1的连接，三极管Q1的基极与三极管Q2的基极连接后与驱动电源V2连接，三极管Q2的集电极接地。

所述的加在三极管Q1和三极管Q2上的驱动电源V2把对电容C1的充电分成若干个周期，每个周期由两个步骤组成：步骤1：驱动电源V2的电压为高时，三极管Q1导通、三极管Q2截止，输入电源V3一起对电容C1和电容C2充电，使电容C2的电压与电容C1的电压相等；步骤2：驱动电源V2的电压为低时，三极管Q1截止、三极管Q2导通，电容C2上的电压与输入电源V3串联，对电容C1进行充电, 使电容C1上的电压接近输入电源V3的电压。

本发明同现有的普通整流电路相比，仅增加了电容C2, 三极管Q1, 三极管Q2和二极管D8四个元器件，完成了功率因数校正和电压控制功能，并且所有元器件的应力都小于输入电源的最大电压。

附图说明

图1为本发明的电路示意图。

图2为本发明的Pspice仿真效果图。

具体实施方式

现结合附图对本发明做进一步描述。

参见图1，本发明包括二极管、三极管、电容、输入电源和电阻。二极管D8的阳极接地，二极管D8的阴极分别与电容C1和电容C2的一端连接，电容C2的另一端分别与三极管Q1的发射极、三极管Q2的发射极和电阻R2连接，三极管Q1的集电极与电容C1的连接，三极管Q1的基极与三极管Q2的基极连接后与驱动电源V2连接，三极管Q2的集电极接地。

图1中的输入电源V3为交流电，二极管D4、二极管D5、二极管D6和二极管D7组成二极管电桥，电容C1是主滤波电容，这部分电路和其它电子设备的整流电路没有区别。组成功率因数校正电路的元器件主要是电容C2, 三极管Q1, 三极管Q2和二极管D8。加在三极管Q1和三极管Q2上的驱动电源V2把对电容C1的充电分成若干个周期，每个周期由两个步骤组成：步骤1：驱动电源V2的电压为高时，三极管Q1导通、三极管Q2截止，输入电源V3一起对电容C1和电容C2充电，使电容C2的电压与电容C1的电压相等；步骤2：驱动电源V2的电压为低时，三极管Q1截止、三极管Q2导通，电容C2上的电压与输入电源V3串联，对电容C1进行充电, 使电容C1上的电压接近输入电源V3的电压。

  在使用电阻负载连接在电容C1的情况下，电容C2, 三极管Q1, 三极管Q2和二极管D8使得输入电源冲电功率因数到达95%，本发明使用的附加元器件数量小于10个，最大电压端在电容C1上。

  参见图2的Pspice仿真效果图，上部分波形为输入电压，下部分波形为输入电流，可见输入电压与输入电流两者的相位角基本一致。

本发明除功率因数校正控制器外，与普通整流电路相比，仅增加了电容C2, 三极管Q1, 三极管Q2和二极管D8四个元器件，完成了功率因数校正和电压控制功能，并且所有元器件的应力都小于输入电源的最大电压。