[发明专利]一种优化开关电源PF值和THDI的电路和开关电源

说明书

本发明涉及一种优化开关电源PF值和THDI的电路和开关电源，包括：接收整流滤波信号、并根据整流滤波信号产生PFC电压信号和过零信号的PFC升压电路；与PFC升压电路连接、接收过零信号并对过零信号进行检波处理，以输出矫正补偿信号的检波电路；与检波电路连接、将矫正补偿信号与PFC控制电路产生的补偿信号进行叠加，以输出叠加信号的复合补偿电路；以及PFC控制电路；PFC控制电路与PFC升压电路和复合补偿电路连接，用于接收PFC电压信号、过零信号和叠加信号，并根据PFC电压信号、过零信号和叠加信号输出用于调节开关电源的PF值和THDI的驱动信号。本发明可以有效优化开关电源的PF值和THDI，可适用于不同的开关电源产品，适用范围广，实用性强。

技术领域

本发明涉及开关电源的技术领域，更具体地说，涉及一种优化开关电源PF值和THDI的电路和开关电源。

背景技术

开关电源以其高转换效率小体积的优点，越来越多的电子产品都使用开关电源作为供电装置，为了减小对电网的污染，最大化利用电网能量，减少无功损耗，行业标准越来越高，其中对功率因数(PF值)和电流谐波(THDI)的要求越来越高。

开关电源功率因数矫正线路大致经过以下几次阶段性的发展过程：

1、无功率因数矫正线路开关电源，电网电压直接整流后供给开关电源转化电路，由于平滑滤波电容的存在，导致功率因数很低(一般0.5-0.6)，电流谐波极高(总谐波含量一般100％以上)，输入电流峰值比很大(一般到3-4)，对电网污染严重，无功损耗大；

2、被动式功率因数矫正线路开关电源，比较常见的电感式或者电容填谷式线路，功率因数可优化到0.9以上，电流总谐波含量到30％左右，输入电流峰值比一般到2左右；

3、主动式功率因数矫正线路开关电源，采用主动控制芯片检测输入电压波形，芯片控制被动元件(开关管和电感，二极管等)使输入电流波形跟随电压波形，采用主动型的功率因数矫正线路控制方式可使产品功率因数提高到0.95以上，电流总谐波含量可降到20％以内，输入电流峰值比可做到1.5以内。主动型功率因数矫正线路工作方式根据输出PFC线路输出电压可分为升压型，降压型，升降压型，其中以升压型线路最为普遍；工作方式根据电感电流工作模式可分为连续型(一般用于500瓦以上功率级)，临界型和断续型(一般用于500瓦以下功率段)，其中临界型以其对电路元件的利用率和转换效率最高而成为主流线路。根据电器数量划分，其中500瓦以下功率段的开关电源大概占市场电源总数的90％以上。所以针对临界型PFC升压线路进行进一步优化具有很大的市场价值。

常规的临界型控制模式线路，由于输入端的EMI滤波器和整流后的滤波电容的存在，会对输出电压信号产生一定程度上的相位平移，造成输入电流波形在交流过零点处产生畸变，导致PF值和THDI参数恶化。

因此，要改善PF值和THDI，就要想办法降低或者消除相位移动，改善交流过零点时的输入电流畸变。方法1是减小或者去掉EMI滤波线路中的X电容和整流后的滤波电容(或电容组)，在实际产品研发中，这种方法改善PF值和THDI之后会带来线路传导干扰的问题，所以不具备市场价值。方法二是在后面控制线路中对过零点处进行补偿，以尽量降低前面滤波线路中电容带来的负面影响。

现有PFC控制芯片中部分有THDI优化功能，其原理是在芯片内部增加交流过零点时的驱动开通时间，以提升交流过零点时的输入电流，补偿过零点时的电流平台，以改善THDI特性，但是由于芯片内部补偿参数固定，而每个开关电源产品外部输入端电容量不统一，输入电压范围也不统一，导致这种补偿方式效果有限，达不到理想效果。因此，需要寻找一种优化线路，以达到有效优化PF值和THDI的效果。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种优化开关电源PF值和THDI的电路和开关电源。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种优化开关电源PF值和THDI的电路，包括：