[发明专利]有源功率因数校正器电路有效

专利信息
申请号: 201310480331.5 申请日: 2013-10-15
公开(公告)号: CN103731022A 公开(公告)日: 2014-04-16
发明(设计)人: A.卡尔莱蒂;A.皮杜蒂 申请(专利权)人: 英飞凌科技股份有限公司
主分类号: H02M1/42 分类号: H02M1/42
代理公司: 中国专利代理(香港)有限公司 72001 代理人: 马红梅;马永利
地址: 德国瑙伊比*** 国省代码: 德国;DE
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摘要:
搜索关键词: 有源 功率因数 校正 电路
【说明书】:

发明领域

本发明涉及电路领域,特别涉及有源功率因数校正器电路。

背景技术

在电子设备中,功率因数校正器(PFC)电路越来越多地被用于提高AC电力系统的功率因数(PF)。在电力系统中,对于所传输的相同数量的有用功率,与有高功率因数的负载相比,有低功率因数的负载汲取更多的电流。当功率因数低时,在分布系统中,高电流使能量被损耗,从而与有较高功率因数的系统相比需要能够处理更高电流的更大的线和其他装置。

由于较大装置和浪费能量的成本,与具有较高功率因数的客户相比,电气设施会对具有低功率因数的工业或商业客户收取更高的费用。功率因数调节也变得越来越普遍。

功率因数校正尤其可以与高功率应用相关。在高功率处,功率因数中的细小差别能够导致显著的成本节省。高功率电力系统在AC电力系统中变得越来越重要。

功率因数校正器可以使用开关式电源来实现。功率因数校正器电路通常被优化以具有用于特定开关频率和负载的高功率因数。然而,应用通常涉及变化的负载电流。相应地,存在对能够在负载电流的范围内维持高功率因数的有源PFC电路的需要。

发明内容

根据实施例,一种电子设备包括被配置成耦合到功率因数校正器的第一开关的控制器。所述控制器被配置成依赖于负载电流而产生可变开关频率。对于第一负载电流,所述控制器被配置成产生第一开关频率,并且对于第二负载电流,所述控制器被配置成产生第二开关频率。

在附图和下述描述中阐明本发明的一个或多个实施例的细节。本发明的其他特征、目的和优势将从该描述和附图以及从权利要求中显而易见。

附图说明

为了更完整地理解本发明及其优势,现在参考结合附图进行的下述描述,在附图中:

图1a-b图示有源PFC的实施例;

图2a-d图示有源PFC电路的实施例的开关电流和输入电流的波形图;

图3图示针对电池的充电的电压相对于电流的曲线图;

图4图示有源PFC电路的实施例控制器;

图5a-b图示根据另一实施例的有源PFC;

图6a-f图示有源PFC电路的实施例的仿真结果;以及

图7图示用于输出DC电压的实施例方法的流程图。

不同附图中的对应数字和符号通常指代对应的部分,除非另有所指。附图被绘制以清晰地图示优选实施例的有关方面并且不必按比例绘制。为了更清晰地图示某些实施例,指示相同结构、材料或过程步骤的变形的字母可以跟在图号之后。

具体实施方式

当前优选的实施例的制作和使用在下文中详细讨论。然而,应该意识到的是,本发明提供了能够在多种多样特定上下文中体现的许多适用的发明构思。所讨论的特定实施例仅仅说明了制作和使用本发明的特定方式,并不限制本发明的范围。

本发明将参考特定上下文(即有源PFC电路)中的优选实施例来描述。然而,本发明也可以适用于其他类型的电路、系统、和方法。

功率因数(在零和一之间的无量纲数)被定义为流动到负载的实际功率与电路中的视在功率之比。实际功率是电路在特定时间执行工作的能力,而视在功率是电路的电流和电压的乘积。由于在负载中存储且被返回到源的能量以及由于使从源汲取的电流的波形失真的非线性负载,视在功率趋向于大于实际功率。

功率因数校正(PFC)电路可以是有源或无源的。无源PFC电路包括电感器和/或电容器。另一方面,有源PFC电路是改变由负载汲取的电流的波形以改进功率因数的电力电子系统。在功率因数校正电路中,电压和电流更多地同相,并且无功功率的量被减少。

有源PFC电路可以使用升压转换器、降压转换器、降压-升压转换器或其他拓扑来实现。有源PFC电路能够操作于各种模式,包括连续导电模式(CCM)、非连续导电模式(DCM)、临界导电模式(CRM)以及其他操作模式。

有源PFC电路的一个应用是对电池(特别是电动车电池)的充电。过度充电可能损坏电池。对电池进行充电开始于电流控制模式并且通过功率控制模式进展到电压控制模式。在该进展期间,电路上的负载以及电流可能变化。

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