[发明专利]降低总谐波失真及提高功率因数的电路

说明书

本发明公开了一种降低总谐波失真及提高功率因数的电路,包含控制电路、导通时间产生电路、逻辑电路及开关电路，所述的控制电路采集到输入电压Vin电压变化产生时间信号A并将其反馈至逻辑电路，导通时间Ton产生电路产生时间信号PWM，当输入电压Vin较高时，逻辑电路确定导通时间Ton产生电路反馈的时间信号PWM为导通时间Ton，当输入电压Vin较低时，逻辑电路确定控制电路反馈的时间信号A为导通时间Ton。在输入电压波谷时产生一个与输入电压成反比的延时时间来增加导通时间，从而降低总谐波失真，提高电压源系统的功率因数。

技术领域

本发明属于电压源集成电路领域，特别涉及一种降低总谐波失真及提高功率因数的电路。

背景技术

在AC-DC电源、荧光灯驱动、LED驱动系统中，功率因数PF偏低会造成干扰电路电压和系统损耗增大的危害，现有技术中通过控制导通时间Ton来改善。

功率因数PF为系统中有功功率与视在功率的比值，

PF＝P_有功功率/P_视在功率＝cosα/(1+THD²)1/2，

其中α为电流基波与电压信号的相位差，THD为总谐波失真。

功率因数PF偏低会造成干扰电路电压和系统损耗增大的危害。有源PF校正电路广泛适用于电源、荧光灯驱动、LED驱动等领域，实现提高功率因数的功能。有源功率因数校正电路主要是通过让输入电流Iin的平均值Iav和电路电压Vin成正比关系以降低总谐波失真THD来实现提高功率因数的功能。

其中Iav正比于Vin。

对于输入电流Iin的平均值Iav可以表示为：

Iav＝Ipk*D*T/2＝Vin*Ton/2L。

其中，Ipk为变压器瞬时电流I的峰值，D为系统开关信号的占空比，Ton为系统开关导通时间，L为线路电感。

当Ipk*D*T正比于电路电压Vin，即Ton为常数时，则可实现输入电流Iin的平均值Iav和电路电压Vin成正比关系，提高系统的功率因数。

现有技术中已经有固定导通时间Ton的有源功率因数校正电路，由于导通时间，瞬时电流I的斜率和电路电压Vin成正比关系，从而使瞬时电流I的峰值Ipk和电路电压Vin成正比关系，进而使输入电流Iin的平均值Iav。随电路电压Vin的变化而正向变化，实现有源功率因素校正控制。但是，占空比D随电路电压Vin的增加而减小，输入电流Iin的平均值Iav和电路电压Vin不成正比关系。固定导通时间Ton的有源功率因素校正电路只保证瞬时电流I的峰值Ipk和电路电压Vin成正比关系，并不能保证输入电流Iin的平均值Iav和电路电压Vin成正比关系，因此习知技术中仅控制固定导通时间Ton，无法实现较低的THD值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种降低总谐波失真及提高功率因数的电路，在输入电压波谷时产生一个与输入电压成反比的延时时间来增加导通时间，从而降低总谐波失真，提高电压源系统的功率因数。

为了实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种降低总谐波失真及提高功率因数的电路，包含控制电路、导通时间产生电路、逻辑电路及开关电路。控制电路包含Vin采样电路、运算放大器、差分电路组成元件及第一比较器；导通时间产生电路包含误差放大器及第二比较器；逻辑电路由数字逻辑元件组成，用来对比A及PWM信号；开关电路包含驱动电路和开关功率管。