[发明专利]一种功率因数校正电路

说明书

本发明涉及一种功率因数校正电路（PFC），包括主电路和驱动电路，所述主电路包括一个电感元件，一个第一开关元件，和一个二极管,所述电感元件包括一个主绕组，所述主绕组与所述第一开关元件和所述二极管连接，当第一开关元件关断时，所述主绕组通过所述二极管释放储能，所述电感元件还包括一个驱动绕组，所述驱动电路根据所述驱动绕组产生的感应电压信号驱动所述第一开关元件，并控制所述第一开关元件的导通时间。本发明用分立元件构成的控制线路替代了PFC的控制芯片，降低了成本。同时该PFC电路方案应用广泛，不仅可以应用于升压电路中，而且还可以应用于降压电路和升降压等多种非隔离的电路拓扑中。

技术领域

本发明涉及一种电路，尤其是涉及一种功率因数校正电路。

背景技术

为了控制电气和电子设备对供电电网的谐波干扰，许多国家和地区都制定了控制特定设备发射谐波电流的限制标准，如IEC61000-3-2，国标GB17625等等。为了满足这些条例的规定，许多电源，特别是开关电源，在满足一定条件时，如针对照明，在输入有功功率大于25W，都会加入有源功率因数校正电路，实现线电流跟随线电压变化，把线电流高次谐波含量减低到标准限定范围以内。

图1是目前常用的带有功率因数校正电路的开关电源系统框图。图1中,开关电源系统包括，保险EMI滤波单元、整流桥、差模滤波和功率因数校正（PFC）主电路。保险EMI滤波单元与市电输入连接，在保险EMI滤波单元中，保险的主要作用是避免后续电路发生短路故障时影响电网正常工作，同时避免后续电路发生危险事故；EMI滤波主要是抗雷击浪涌和消除差模和共模电磁干扰。整流桥通常由四个高压二极管组成，把输入交流信号转化为直流信号。差模滤波则进一步把后面开关电源的高频差模信号进行滤除，抑制对电网的谐波影响。PFC主电路在差模滤波之后，用来实现输入电流跟随输入电压变化，同时控制输出电压Vo，并对负载提供一定功率。

PFC主电路可以应用多种电路拓扑结构，如升压电路、降压电路、升降压电路、反激电路、半桥电路和全桥电路等等，电路拓扑根据不同功率和输入输出特性选择。图2是升压电路的示意图，包括输入电感L、第一开关元件S、输出二极管D及输出滤波电容C。第一开关元件S可以是功率三极管，也可以是场效应管，一般工作状态分为截止和饱和导通，第一开关元件S在正常工作时处于高频，高频切换截止和饱和导通两个状态：当开关S饱和导通时，输入电感L储能；当开关S断开时，电感L通过二极管D向输出释放能量。高频输出电流经过滤波电容C之后，提供低纹波直流信号输出。

但是现有的功率因数校正电路PFC一般使用控制芯片外加场效应管的电路方式实现，成本比较高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种低成本的功率因数校正电路，实现输入电流谐波控制的同时，限定输出电压范围。

为实现上述目的，本发明提供一种功率因数校正电路，包括：主电路和驱动电路，所述主电路包括一个电感元件，一个第一开关元件，和一个二极管；所述电感元件包括一个主绕组，所述主绕组与所述第一开关元件和所述二极管连接，当第一开关元件关断时，所述主绕组通过所述二极管释放储能；其特征在于，所述电感元件还包括一个驱动绕组，所述驱动电路根据所述驱动绕组产生的感应电压信号驱动所述第一开关元件，并控制所述第一开关元件的导通时间。

优选地，功率因数校正电路还包括一个控制电路和一个第二开关元件，所述第二开关元件与所述第一开关元件的控制端连接，所述控制电路控制所述第二开关元件的导通时间。

优选地，控制电路包括一个输出反馈电路，所述输出反馈电路与所述主电路的输出端连接，当所述主电路的输出电压大于预定的阈值时， 所述输出反馈电路控制所述第二开关元件导通时间。

优选地，所述输出反馈电路是电阻分压电路或光耦隔离电路。

优选地， 功率因数校正电路还包括一个阻抗元件，所述阻抗元件与所述第一开关元件串联，根据流经所述第一开关元件的电流生成反馈电压。