一种复合型高效功率因数校正电路的制作方法

本发明涉及PFC电路技术领域，具体为一种复合型高效功率因数校正电路。

背景技术：

伴随着全球性环保意识的增强，在世界各国，尤其是发达国家和地区，绿色环保的电源的应用将越来越普及，电源中又以开关电源的效率最高，常规的开关电源由于交直流变换器(AC-DC)的输入有整流与滤波电容，所以交流的PF(功率因数)值很低，一般在0.6～0.8左右，谐波干扰大，大量的低功率因数电源接入电网中，造成电网的使用效率低并且有大量的谐波注入，干扰电网的正常工作，影响电网的安全，所以现在全球大部份的国家对于开关电源功率大于75W的电源，都规定要求功率因数大于0.9以上，常规的功率因数校正电路又分无源校正与有源校正，无源校正需要一个大的电感，对铜的消耗量大而且体积庞大，为了节省铜的消耗及降低电源的体积，现在主要的功率因数校正电路基本上都是采用有源校正电路，有源功率因数校正电路又以BOOST升压型电路为主，也有小部份的有源功率因数校正电路采用BUCK降压型电路，两种校正电路各有优劣；BOOST升压型功率因数校正电路的优点是功率因数高，缺点是开关管电压及电流应力大，电路的效率比BUCK电路低，输出纹波大；BUCK降压型功率因数校正电路的优点是效率高，开关管电压及电流应力小，输出纹波小，缺点是功率因数比BOOST电路低，而且当输入电压低于输出电压时，电路不能工作，为此，我提出一种复合型高效功率因数校正电路。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种复合型高效功率因数校正电路，以解决上述背景技术中提出的现有BOOST升压型和BUCK降压型功率因数校正电路的缺点的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种复合型高效功率因数校正电路，包括整流器，所述整流器的输入端电性连接有市电输入端口，所述整流器的输出端电性连接有输入电压检测电路的输入端，所述输入电压检测电路的输出端电性连接有输入电流检测电路的输入端，所述输入电流检测电路的输出端分别电性连接有升压电路的输入端、降压电路的输入端和市电输出端口，所述升压电路和降压电路的输出端电性连接有市电输出端口，所述输入电压检测电路、输入电流检测电路、升压电路和降压电路的输入端均电性连接有驱动电路的输出端。

优选的，所述输入电压检测电路包括电阻R1，所述电阻R1的输入端电性连接有整流器的输出端，所述电阻R1的输出端并接有电容C1、电阻R2和电阻R3的输入端，所述电阻R3的输出端并接有电容C2和MOS管A1的输入端，所述电容C1、电阻R2和电容C2的输出端均接地，所述MOS管A1的输出端电性连接有放大器U1A的3号端口，所述放大器U1A的2号和1号端口均电性连接有电压输出端口，所述放大器U1A的4号端口接地，所述放大器U1A的8号端口电性连接检测电源正极。

优选的，所述输入电流检测电路包括MOS管A2，所述MOS管A2的输入端电性连接有输入电压检测电路的正极输出端，所述MOS管A2的输出端并接有电流监测器U2的4号端口和电阻R4的输入端，所述电阻R4的输出端并接有输入电压检测电路的负极输出端和电流监测器U2的5号端口，所述电流监测器U2的3号端口并接有电阻R5的输入端和正极输出端口，所述电流监测器U2的2号端口并接有地线、电阻R5的输出端和负极输出端口。

优选的，所述升压电路包括电感器L1，所述电感器L1的输入端电性连接有输入电流检测电路的正极输出端口，所述电感器L1的输出端并接有MOS管A3的输入端和二极管D1的输入端，所述二极管D1的输出端并接有电容C3的输入端和电压正极输出端口，所述电容C3的输出端并接有电压负极输出端口、地线、MOS管A3的输出端和输入电流检测电路的负极输出端口。

优选的，所述降压电路包括MOS管A4，所述MOS管A4的输入端电性连接有输入电流检测电路的输出端口，所述MOS管A4的输出端并接有电阻R6的输入端和三极管Q1的集电极，所述电阻R6的输出端并接有三极管Q1的基极和稳压管D2的输入端，所述稳压管D2的输出端接地，所述三极管Q1的发射极电性连接有电压输出端口。

优选的，所述整流器为全桥整流器。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该电路采用驱动电路给多组电路提供PWM信号进行控制，提高了功率密度，驱动电路根据输入电压检测电路检测到的电压及其相位和输入电流检测电路检测到的电流及其相位，分别控制用于控制通断的PWM信号的占空比，使得输入和输出电流纹波可以部分或者完全抵消，大大减小了输入和输出电流的纹波，从而减小了整个电路对输入电压的扰动，降低了整个电路的电磁干扰，也增大了整个电路的输出电压和输出电流的波动频率，减小了输出电压的波动，同时该电路具有类似BUCK降压型校正电路的高效率、低输出纹波及开关管的电压及电流应力小的优点，又有BOOST升压型校正电路的高功率因数优点，弥补了现有技术的缺陷。

附图说明

图1为本发明原理框图；

图2为本发明输入电压检测电路图；

图3为本发明输入电流检测电路图；

图4为本发明升压电路图；

图5为本发明降压电路图。

图中：1整流器、2输入电压检测电路、3输入电流检测电路、4升压电路、5降压电路、6驱动电路。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：一种复合型高效功率因数校正电路，包括整流器1，所述整流器1的输入端电性连接有市电输入端口，所述整流器1的输出端电性连接有输入电压检测电路2的输入端，所述输入电压检测电路2的输出端电性连接有输入电流检测电路3的输入端，所述输入电流检测电路3的输出端分别电性连接有升压电路4的输入端、降压电路5的输入端和市电输出端口，所述升压电路4和降压电路5的输出端电性连接有市电输出端口，所述输入电压检测电路2、输入电流检测电路3、升压电路4和降压电路5的输入端均电性连接有驱动电路6的输出端。

其中，所述输入电压检测电路2包括电阻R1，所述电阻R1的输入端电性连接有整流器1的输出端，所述电阻R1的输出端并接有电容C1、电阻R2和电阻R3的输入端，所述电阻R3的输出端并接有电容C2和MOS管A1的输入端，所述电容C1、电阻R2和电容C2的输出端均接地，所述MOS管A1的输出端电性连接有放大器U1A的3号端口，所述放大器U1A的2号和1号端口均电性连接有电压输出端口，所述放大器U1A的4号端口接地，所述放大器U1A的8号端口电性连接检测电源正极，所述输入电流检测电路3包括MOS管A2，所述MOS管A2的输入端电性连接有输入电压检测电路2的正极输出端，所述MOS管A2的输出端并接有电流监测器U2的4号端口和电阻R4的输入端，所述电阻R4的输出端并接有输入电压检测电路2的负极输出端和电流监测器U2的5号端口，所述电流监测器U2的3号端口并接有电阻R5的输入端和正极输出端口，所述电流监测器U2的2号端口并接有地线、电阻R5的输出端和负极输出端口，所述升压电路4包括电感器L1，所述电感器L1的输入端电性连接有输入电流检测电路3的正极输出端口，所述电感器L1的输出端并接有MOS管A3的输入端和二极管D1的输入端，所述二极管D1的输出端并接有电容C3的输入端和电压正极输出端口，所述电容C3的输出端并接有电压负极输出端口、地线、MOS管A3的输出端和输入电流检测电路3的负极输出端口，所述降压电路5包括MOS管A4，所述MOS管A4的输入端电性连接有输入电流检测电路3的输出端口，所述MOS管A4的输出端并接有电阻R6的输入端和三极管Q1的集电极，所述电阻R6的输出端并接有三极管Q1的基极和稳压管D2的输入端，所述稳压管D2的输出端接地，所述三极管Q1的发射极电性连接有电压输出端口，所述整流器1为全桥整流器。

工作原理：利用整流器1对输入的电源进行整流滤波，通过输入电压检测电路2和输入电流检测电路3对输入电源的电压和电流进行检测，当输入电压检测电路2的输出电压低于整个电路的输出电压时，驱动电路6产生PWM信号控制MOS管A3导通，输入电压流过电感器L1，二极管D1防止电容C3对地放电，由于输入是直流电，所以电感器L1上的电流以一定的比率线性增加，随着电感器L1的电流增加，电感器L1里储存了一些能量，此时通过驱动电路6再次发出PWM信号，使MOS管A3断开，由于电感器L1的电流保持特性，流经电感器L1的电流不会马上变为零，而是缓慢的由充电完毕时的值变为零，而原来的电路已断开，于是电感器L1只能通过新电路放电，即电感开始给电容C3充电，电容C3两端电压升高，此时电压已经高于输入电压；当输入电压检测电路2的输出电压高于整个电路的输出电压时，驱动电路6产生PWM信号控制MOS管A4导通，通过设定电阻R6的阻值和稳压管D2的稳定电压，使输入电压检测电路2的输出电压等于整个电路的输出电压，该电路采用驱动电路6给多组电路提供PWM信号进行控制，提高了功率密度，驱动电路6根据输入电压检测电路2检测到的电压及其相位和输入电流检测电路3检测到的电流及其相位，分别控制用于控制通断的PWM信号的占空比，使得输入和输出电流纹波可以部分或者完全抵消，大大减小了输入和输出电流的纹波，从而减小了整个电路对输入电压的扰动，降低了整个电路的电磁干扰，也增大了整个电路的输出电压和输出电流的波动频率，减小了输出电压的波动，同时该电路具有类似BUCK降压型校正电路的高效率、低输出纹波及开关管的电压及电流应力小的优点，又有BOOST升压型校正电路的高功率因数优点，弥补了现有技术的缺陷。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。