[发明专利]一种有源功率因数校正控制器

说明书

技术领域

本发明涉及电子电路技术，具体的说是涉及一种有源功率因数校正控制器。

背景技术

因为输入电路的原因，开关模式电源对于电网电源表现为非线性阻抗，输入电路通常由半波或全波整流器及其后面的储能电容器组成，该电容器能够将电压维持在接近于输入正弦波峰值电压值处，直到下一个峰值到来时电容再进行充电，此时电容只在输入波形的各峰处吸收电流，此时的电流脉冲能量很大，大约为平均电流的5到10倍。在这种情况下，对于进行所需工作要求的有功功率而言，从电网电源吸收的电流很大，增加了配电发电以及相关过程中的基本设备有关的损耗和成本。由于此时电流具有高次谐波，增加了与使用相同电源供电的其他器件之间的干扰。而在理想情况下，电器应该表现为一个纯电阻的负载，这就需要用到功率因数校正控制器。随着减小谐波标准的广泛应用，更多的电源设计结合了功率因数校正功能。目前常用的功率因数校正器为通过在内部产生PWM波来控制占空比，控制模式主要是电压模式和电流模式，电压模式的缺点是环路增益受输入电压的影响较大，连续模式的环路中有双极点；电流模式的缺点是，占空比大于50%的时候会发生扰动，形成环路的振荡，因此需要斜率补偿。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，就是针对目前功率因数校正器存在的上述问题，提出一种有源功率因数校正控制器。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种有源功率因数校正控制器，包括电流采样模块、功率器件、逻辑模块和驱动模块，其特征在于，还包括误差放大器、补偿网络、乘除法调制电路和迟滞比较模块，所述功率器件为功率场效应晶体管，所述误差放大器的负极输入端连接反馈电压、正极输入端连接基准电压、输出端与补偿网络的输入端连接，所述补偿网络的输出端与乘除法调制电路的第一输入端连接，所述乘除法调制电路的第二输入端连接交流电压输入端、输出端与迟滞比较模块的正输入端连接，所述迟滞比较模块的负输入端与电流采样模块的输出端连接、输出端与逻辑模块的输入端连接，所述逻辑模块的输出端与驱动模块的输入端连接，所述驱动模块的输出端与功率场效应晶体管的栅极连接，所述场效应晶体管的源极接地、漏极与电流采样模块的输入端连接。

本发明总的技术方案，通过电流采样模块采集电感电流，然后通过迟滞比较模块对电感电流的波形和输出波形进行迟滞比较，从而控制占空比，实现平均电流迟滞控制模式，同时反馈信号和输入的正弦波经过乘法器的调制，达到功率因数校正。

具体的，所述电流采样模块包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻RS1、电感L和第一运算放大器，所述第一运算放大器的输出端连接第一电阻R1的一端作为电流采样模块的采样输出端、负输入端连接第一电阻R1的另一端和第二电阻R2的一端、正输入端连接第三电阻R3的一端，第二电阻R2的另一端和第五电阻RS1的一端连接功率场效应晶体管的漏极，第五电阻RS1的另一端连接电感L和第三电阻R3的另一端和第四电阻R4的一端，电感L的另一端连接输入端，第四电阻R4的另一端接地。

具体的，所述乘除法调制器包括第一电压输入端Vin1、第二电压输入端Vin2、第一电压转电流模块、第二电压转电流模块、第一晶体管Q1、第二晶体管Q2、第三晶体管Q3、第四晶体管Q4和乘法器模块，第一电压输入端Vin1与第一电压转电流模块的输入端连接，第一电压转电流模块的输出端与第一晶体管Q1的集电极、第二晶体管Q2的基极和第三晶体管Q3的基极连接，第一晶体管Q1的基极与第二晶体管Q2的发射极和第二电压转电流模块的输出端连接，第二电压输入端Vin2与第二电压转连接模块的输入端连接，第三晶体管Q3的发射极与乘法器模块的一端和第四晶体管Q4的基极连接，第四晶体管Q4的集电极为电流输出端，第二晶体管Q2的集电极、第一电压转电流模块的一端和第三晶体管Q3的集电极接VDD，第四晶体管Q4的发射极、乘法器的另一端、第一晶体管Q1的发射极和第二电压转电流模块的一端均接地。

进一步的，所述迟滞比较模块包括第一比较器、第二比较器、第二运算放大器、第六电阻R5、第七电阻R6、第八电阻R7、第九电阻R8，所述第六电阻R5的一端与乘除法调制电路的输出端连接，另一端与第七电阻R6的一端、第二运算放大器的正输入端和第二比较器的正输入端连接，所述第二运算放大器的负输入端与第八电阻R7的一端和第九电阻R8的一端连接，第九电阻R8的另一端与第二运算放大器的输出端和第一比较器的负输入端连接，第一比较器的正输入端和第二比较器的负输入端与电流采样模块的输出端连接，第八电阻R7的另一端和第七电阻R6的另一端均接地。