专利名称：功率因数校正电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及开关电源技术领域，特别涉及到ー种包括保护电路的功率因数校正电路。
背景技术：
PFC (Power Factor Correction,功率因数校正)电路广泛应用于开关电源、电子整流器、变频调速器等电路设备中，通过改善功率因数，有效提高设备有功功率，降低能源损耗，降低输入电流谐波，避免传导干扰和辐射干扰产生。现有的PFC电路的电路图如图I所示，其包括整流滤波电路(图中未示出)、PFC控制芯片(图出未示出)以及连接在整流滤波电路输出端的开关管Q1、输出ニ极管D和负载。其中，开关管Ql的导通时刻、关断时刻、导通持续时间及关断持续时间由PFC控制芯片根据反馈信号来决定，反馈信号包括电解电容C正极的电压、流经开关管Ql的电流及芯片内部的控制信号。当PFC电路中的输出ニ极管D出现短路故障吋，电解电容C上的高电压就会全部直接加在导通的开关管Ql上，导致流过开关管Ql的电流会非常大，而当这个电流超过限值吋，PFC电路的控制芯片便会控制开关管Ql关断，从而对PFC电路起到保护的作用。但是，采用这种方法，当输出ニ极管D出现短路故障吋，由于PFC电路的瞬间电流较大，会导致开关管Ql的温度迅速升高，从而产生损坏PFC电路的控制芯片和开关管Ql的问题。
实用新型内容本实用新型的主要目的为提供一种功率因数校正电路，通过设计一个保护电路，当输出ニ极管出现短路故障时对PFC电路的控制芯片和开关管进行保护，使PFC电路的控制芯片和开关管不会损坏。本实用新型提供一种功率因数校正电路，包括整流滤波电路、PFC控制芯片以及连接在所述整流滤波电路输出端的开关管和输出ニ极管，还包括与所述PFC控制芯片的补偿脚和所述开关管相连接的保护电路，所述保护电路用于当所述输出ニ极管出现短路故障时，向所述补偿脚输出低电平，控制所述PFC控制芯片停止工作。优选地，所述保护电路包括与所述开关管连接的第一ニ极管以及与所述第一ニ极管和所述PFC控制芯片相连接的三极管；所述第一ニ极管的阳极与所述开关管连接，第一二极管的阴极与所述三极管的基极连接。优选地，所述保护电路还包括与所述PFC控制芯片和所述三极管相连接的第二ニ极管；所述第二ニ极管的阳极与所述PFC控制芯片连接，第二ニ极管的阴极与所述三极管的集电极连接，所述三极管的发射极接地。优选地，所述第一ニ极管和所述第二ニ极管为肖特基ニ极管。优选地，在所述三极管的基极和发射极之间并联连接有滤波电路。 优选地，所述滤波电路由电容和第一电阻并联连接构成。[0012]优选地，所述开关管为MOS管，所述MOS管的漏极和源极分别与所述整流滤波电路的输出端和所述第一ニ极管的阳极相连接。优选地，在所述MOS管的源极串联有第二电阻。本实用新型所提供的功率因数校正电路，通过在PFC控制芯片上连接ー个保护电路，当输出ニ极管出现短路故障时，流过开关管的电流较大，保护电路通过补偿脚向PFC控制芯片输入低电平，当PFC控制芯片接收到这个低电压的反馈信号后，便会停止工作，从而对PFC电路进行保护。采用这种保护电路对PFC电路进行保护，其电路简洁，稳定性好，易于实现，成本低，同时可以使得PFC电路的控制芯片和开关管不会被损坏。
图I为现有技术中的功率因数校正电路的电路图；图2为本实用新型功率因数校正电路实施例的结构示意图； 图3为PFC电路正常工作时流过开关管的电流以及PFC控制芯片GATE脚的工作电压的波形；图4为输出ニ极管短路时流过开关管的电流以及PFC控制芯片GATE脚的工作电压的波形。本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，參照附图做进ー步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。參照图I和图2，图I为现有功率因数校正电路的电路图，图2为本实用新型功率因数校正电路实施例的结构示意图。在本实施例中，提出一种功率因数校正电路，即PFC电路，该电路包括整流滤波电路10、PFC控制芯片20以及连接在所述整流滤波电路10的输出端的开关管30和输出ニ极管40。PFC电路还包括ー个保护电路50，这个保护电路50与PFC控制芯片20的补偿脚COMP以及开关管30相连接，保护电路50可以用于当输出ニ极管40出现短路故障时，向PFC控制芯片20的补偿脚COMP输出低电平，从而控制PFC控制芯片20停止工作。保护电路50包括第一ニ极管51和三极管52，第一ニ极管51的阳极与开关管30相连接，其阴极与三极管52的基极相连接；而三极管52的集电极和PFC控制芯片20相连接。本实施例中，第一ニ极管51可以为肖特基ニ极管。在上述实施例中，保护电路50还可以包括ー个第二ニ极管53，该第ニニ极管53与PFC控制芯片20和三极管52相连接。第二ニ极管53的阳极与PFC控制芯片20的补偿脚COMP相连接，其阴极与三极管52的集电极相连接。该第二ニ极管53也可以为肖特基ニ极管。开关管30可以为MOS管，MOS管的漏极与整流滤波电路10的输出端相连接，其源极与第二ニ极管53的阳极相连接，在MOS管的源极可以串联ー个第二电阻R2，当电流经过MOS管流过第二电阻R2后，便可到地。PFC控制芯片20可以根据所接收到的电解电容Cl正极的电压、流经开关管的电流以及芯片内部的控制信号等反馈信号来控制开关管30的导通和关断时刻、导通持续时间及关断持续时间。PFC电路正常工作的情况为当开关管30导通吋，经过整流滤波电路10整流后的交流输入的能量经PFC电感L以及开关管30到地，同时有一部分能量存储在PFC电感L中，此时由于输出ニ极管40是反向截止的，因此电解电容Cl上的电压不能直接加在导通的开关管30的源极和漏极之间，流过开关管30的电流较小；当开关管30关断吋，PFC电感L中所储存的电能便会经输出ニ极管40到电解电容Cl，并由电解电容Cl为负载提供能量。其中，开关管30的导通时刻、关断时刻、导通持续时间及关断持续时间由PFC控制芯片20根据反馈信号来决定，反馈信号包括电解电容Cl正极的电压、流经开关管30的电流及芯片内部的控制信号。当输出ニ极管40出现短路故障吋，PFC电感L的输出端与电解电容Cl直接相连，经过整流滤波电路10整流后的交流输入的能量经过电感L流入开关管30，同时电解电容Cl中所存储的能量也会流经开关管30，因此流过开关管30的电流非常大，当有电流流过第ニ电阻R2时，该第二电阻R2的两端就会产生电压，电流越大，电压就越大。如图2中所标 示的A位置的电压就越高，当A点的电压大于第一ニ极管51的正向导通压降和三极管52的基极和发射极之间的正向压降吋，由于电解电容Cl与PFC电感L的输出端直接相连，因此电解电容Cl充满后，该三极管52就会导通，这时其集电极和发射极之间的电压就很低，同样，由于第二ニ极管53的正向导通压降也很低。这样，PFC控制芯片20补偿脚COMP的电压等于第二ニ极管53的正向压降与三极管52的集电极和发射极之间的电压之和，所以PFC控制芯片20补偿脚COMP的电压就会很低，当PFC控制芯片20接收到这个低电压的反馈信号后，便会停止工作控制芯片20重启的时间间隔则由预先设定的设置来決定。參照图3和图4，图3为PFC电路正常工作时流过开关管的电流以及PFC控制芯片GATE脚的工作电压的波形；图4为输出ニ极管短路时流过开关管的电流以及PFC控制芯片GATE脚的工作电压的波形。chi为PFC电路正常工作时流过开关管30的电流的波形，当PFC电路正常工作吋，流过开关管30的电流较低，通常可以低至2. 36A ;而当输出ニ极管40出现短路故障时，流过开关管30的电流则会很大，可以达到17. 6A，当如此大的电流流过第二电阻R2时，第二电阻R2上的压降会使三极管52导通，从而将PFC控制芯片20的补偿脚COMP的电压拉低，使PFC控制芯片20停止工作，从而得以保护。ch2为PFC控制芯片20的GATE脚的工作电压波形，当PFC电路正常工作时，PFC控制芯片20的GATE脚的工作频率很高，可以达到156. 4KHz，而当输出ニ极管40发生短路故障吋，PFC控制芯片20的GATE脚的工作频率则会相对很低，甚至可以低至3. 635KHz。这样，PFC电路进入间歇工作，并且其工作频率较低，从而避免了 PFC电感L线圈以及开关管30的温度升高太快，因此可以避免损坏开关管30和PFC控制芯片20。本实用新型实施例所提供的功率因数校正电路，通过在PFC控制芯片20上连接ー个保护电路50，当输出ニ极管40出现短路故障时，经过开关管30的极大的电流流入到第二电阻R2，该电阻上的高的电压便会将三极管52导通，这时其集电极和发射极之间的电压就很低，同时，第二ニ极管53也会被导通，其正向导通压降也很低。这样，PFC控制芯片20补偿脚COMP的电压等于第二ニ极管53的正向压降与三极管52的集电极和发射极之间的电压之和，这个电压会很低，当PFC控制芯片20接收到这个低电压的反馈信号后，便会停止エ作，从而对PFC电路进行保护。采用这种保护电路50对PFC电路进行保护，其电路简洁，稳定性好，易于实现，成本低，同时可以使得PFC电路的控制芯片和开关管不会被损坏。在上述实施例中，第一ニ极管51和第二ニ极管53都可以由两个ニ极管组成，并且这两个ニ极管的阴极和阳极互相连接，连接后所形成的第一ニ极管51的阳极与开关管30相连接，其阴极与三极管52的基极相连接；而第二ニ极管53的阳极与PFC控制芯片20的补偿脚COMP相连接，其阴极与三极管52的集电极相连接。在上述实施例中，在三极管52的基极和发射极两端并联连接有滤波电路70，这个滤波电路可以为由ー个电容C2和第一电阻Rl并联连接构成。将电容C2并联在三极管52的基极和发射极两端，当输出ニ极管40发生短路故障时，利用该电容C2可以接收一部分来 自电解电容C的能量，同时通过将第一电阻Rl与地连接，将这一部分能量消耗棹。采用滤波电路70，利用电容C3可以防止当输出ニ极管40发生短路故障吋，PFC的瞬间电流过大而导致PFC控制芯片20停止工作的情况发生，避免误动作。同时，采用电容C2，还可以将PFC电路中的噪声和干扰进行滤波。以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
权利要求1.一种功率因数校正电路，包括整流滤波电路、PFC控制芯片以及连接在所述整流滤波电路输出端的开关管和输出ニ极管，所述PFC控制芯片控制所述开关管的导通或关断，其特征在于，还包括与所述PFC控制芯片的补偿脚和所述开关管相连接的保护电路，所述保护电路用于当所述输出ニ极管出现短路故障时，向所述补偿脚输出低电平，控制所述PFC控制芯片停止工作。
2.如权利要求I所述的功率因数校正电路，其特征在于，所述保护电路包括与所述开关管连接的第一ニ极管以及与所述第一ニ极管和所述PFC控制芯片相连接的三极管；所述第一ニ极管的阳极与所述开关管连接，第一ニ极管的阴极与所述三极管的基极连接。
3.如权利要求2所述的功率因数校正电路，其特征在于，所述保护电 路还包括与所述PFC控制芯片和所述三极管相连接的第二ニ极管；所述第二ニ极管的阳极与所述PFC控制芯片连接，第二ニ极管的阴极与所述三极管的集电极连接，所述三极管的发射极接地。
4.如权利要求2所述的功率因数校正电路，其特征在干，所述第一ニ极管和所述第ニニ极管为肖特基ニ极管。
5.如权利要求2所述的功率因数校正电路，其特征在于，在所述三极管的基极和发射极之间并联连接有滤波电路。
6.如权利要求5所述的功率因数校正电路，其特征在于，所述滤波电路由电容和第一电阻并联连接构成。
7.如权利要求I或2所述的功率因数校正电路，其特征在于，所述开关管为MOS管，所述MOS管的漏极和源极分别与所述整流滤波电路的输出端和所述第一ニ极管的阳极相连接。
8.如权利要求7所述的功率因数校正电路，其特征在于，在所述MOS管的源极串联有第ニ电阻。
专利摘要本实用新型公开了一种功率因数校正电路，包括整流滤波电路、PFC控制芯片以及连接在所述整流滤波电路输出端的开关管和输出二极管，还包括与所述PFC控制芯片的补偿脚和所述开关管相连接的保护电路，所述保护电路用于当所述输出二极管出现短路故障时，向所述补偿脚输出低电平，控制所述PFC控制芯片停止工作。本实用新型所提供的一种功率因数校正电路，通过设计一个保护电路，当输出二极管出现短路故障时对PFC电路的控制芯片和开关管进行保护，使PFC电路的控制芯片和开关管不会损坏。
文档编号H02H7/10GK202395656SQ20112051847
公开日2012年8月22日 申请日期2011年12月13日 优先权日2011年12月13日
发明者何北凯, 李锦乐, 杨勇, 江国平 申请人:深圳Tcl新技术有限公司