專利名稱:一種用于apfc變換器的軟啟動(dòng)電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種用于APFC變換器的軟啟動(dòng)電路，APFC變換器能夠進(jìn)行升壓變換，對(duì)電容C2進(jìn)行充電，并通過(guò)電容C2向外部用電電路供電，其中，軟啟動(dòng)電路包括軟啟動(dòng)支路和與軟啟動(dòng)支路連接的APFC輔助支路；軟啟動(dòng)支路包括：通過(guò)儲(chǔ)能電感L1與整流橋DB1連接的旁路二極管D1，以及設(shè)置在電容C2與接地端之間并且相互并聯(lián)的MOSFET管Q3和電阻R1；MOSFET管Q3的漏極與電容C2的負(fù)極連接，源極與接地端連接。本實(shí)用新型的軟啟動(dòng)電路替換了現(xiàn)有電源電路中的接觸器或繼電器，減少了電源的噪聲污染和電磁干擾，在APFC輔助支路出現(xiàn)故障時(shí)能夠保障APFC變換器的安全。
【專利說(shuō)明】—種用于APFC變換器的軟啟動(dòng)電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及開(kāi)關(guān)電源【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種用于有源功率因數(shù)校正(APFC)變換器的軟啟動(dòng)電路。

【背景技術(shù)】
[0002]開(kāi)關(guān)電源是利用現(xiàn)代電力電子技術(shù)，控制開(kāi)關(guān)管開(kāi)通和關(guān)斷的時(shí)間比率，維持穩(wěn)定輸出電壓的一種電源，開(kāi)關(guān)電源一般由脈沖寬度調(diào)制(PWM)控制集成電路(IC)和金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)構(gòu)成。目前，開(kāi)關(guān)電源因?yàn)榫哂行⌒?、輕量和高效率的特點(diǎn)，所以被廣泛應(yīng)用于電子設(shè)備。
[0003]目前，有許多電子產(chǎn)品選用具有APFC功能的開(kāi)關(guān)電源供電，以提高電路的功率因數(shù)，來(lái)實(shí)現(xiàn)的綠色電源。
[0004]圖1示出了現(xiàn)有的APFC開(kāi)關(guān)電源，包括軟啟動(dòng)支路和與軟啟動(dòng)支路連接的APFC輔助電路。軟啟動(dòng)支路包括依次連接的整流橋DB1、繼電器JD1、啟動(dòng)電阻Rl和二極管Dl以及與繼電器JDl的輸入端并聯(lián)的二極管D3。APFC輔助電路包括:變壓器Tl、電感LI和二極管D2，從繼電器JDl的常開(kāi)端起依次連接電感L1、二極管D2和變壓器Tl的原邊，還包括:第一 APFC控制芯片、第二 APFC控制芯片、二極管D4、二極管D5、電容C2、電容C3、電容C4、M0SFET管Q1、M0SFET管Q2和電阻R2。整流橋DBl通過(guò)圖中帶箭頭的兩條線路連接到供電端，電路通電后繼電器JDl吸合，此時(shí)，供電端輸入的電流依次經(jīng)過(guò)電感LI和二極管D2后為電容C2充電，電容C2可以為外部用電電路供電。
[0005]但是，現(xiàn)有的APFC變換器的軟啟動(dòng)電路，使用“接觸器或繼電器加軟啟動(dòng)電阻”的形式，即使用繼電器JDl (或接觸器)實(shí)現(xiàn)線路切換，接觸器或繼電器體積大，開(kāi)關(guān)噪聲嚴(yán)重，電磁干擾大。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型是要解決現(xiàn)有用于APFC變換器的軟啟動(dòng)電路使用接觸器或繼電器控制啟動(dòng)電阻，接觸器或繼電器體積大，開(kāi)關(guān)電源噪聲污染嚴(yán)重，電磁干擾大。
[0007]本實(shí)用新型提供了一種用于APFC變換器的軟啟動(dòng)電路，所述APFC變換器能夠進(jìn)行升壓變換，對(duì)電容C2進(jìn)行充電，并通過(guò)所述電容C2向外部用電電路供電，其中，所述軟啟動(dòng)電路包括軟啟動(dòng)支路和與所述軟啟動(dòng)支路連接的APFC輔助支路；所述軟啟動(dòng)支路包括:通過(guò)儲(chǔ)能電感LI與整流橋DBl連接的旁路二極管D1，以及設(shè)置在所述電容C2與接地端之間并且相互并聯(lián)的MOSFET管Q3和電阻Rl ;所述MOSFET管Q3的漏極與所述電容C2的負(fù)極連接，源極與所述接地端連接。
[0008]在優(yōu)選的方案中，所述APFC輔助支路包括變壓器Tl、二極管D2、二極管D4、M0SFET管Ql、MOSFET管Q2、電容C3、電容C4、電阻R2、第一 APFC控制芯片和第二 APFC控制芯片；
[0009]其中，所述儲(chǔ)能電感LI還分別與所述二極管D2和所述MOSFET管Ql的漏極連接；所述MOSFET管Ql的源極接地，柵極與所述第一 APFC控制芯片的端子GTDRV連接；所述二極管D2與電容C2的正極連接；所述旁路二極管Dl分別與所述電阻R2和變壓器Tl原邊連接；所述變壓器Tl原邊的另一端與MOSFET管Q2的漏極連接；所述MOSFET管Q2的源極接地，柵極與所述第二 APFC控制芯片的端子DRV連接；
[0010]所述第二 APFC控制芯片的接地端子與MOSFET管Q2的源極共地，所述第二 APFC控制芯片的端子VCC分別連接所述電阻R2、二極管D5和電容C3的正極；所述MOSFET管Q3的柵極還與電容C4的正極連接；所述變壓器Tl副邊的一端通過(guò)二極管D4與電容C4的正極連接，另一端與電容C4的負(fù)極共地；所述電容C4的正極還與所述第一 APFC控制芯片的端子VCC連接。
[0011]在優(yōu)選的方案中，所述第一 APFC控制芯片為UC3844芯片。
[0012]在優(yōu)選的方案中，所述第二 APFC控制芯片為UC3854芯片。
[0013]在優(yōu)選的方案中，所述整流橋DBl與85-265VAC電源連接。
[0014]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提出的技術(shù)方案將現(xiàn)有軟啟動(dòng)支路中繼電器去掉，繼電器的功能由MOSFET管代替，將現(xiàn)有軟啟動(dòng)支路中的電阻移到與上述MOSFET管并聯(lián)后設(shè)置在向外部用電電路供電的電容和接地端之間。上述軟啟動(dòng)電路替換了現(xiàn)有電源電路中的接觸器或繼電器，減少了電源的噪聲污染和電磁干擾，在APFC輔助支路出現(xiàn)故障時(shí)能夠保障APFC變換器的安全。

【附圖說(shuō)明】

[0015]為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0016]圖1是現(xiàn)有的用于APFC變換器的軟啟動(dòng)電路的電路圖；
[0017]圖2是本實(shí)用新型的用于APFC變換器的軟啟動(dòng)電路的電路圖。

【具體實(shí)施方式】
[0018]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0019]參見(jiàn)圖2，本實(shí)用新型提供的APFC開(kāi)關(guān)電源，用于對(duì)電容C2進(jìn)行充電，并通過(guò)電容C2向外部用電電路供電，用于該APFC開(kāi)關(guān)電源的軟啟動(dòng)電路包括:軟啟動(dòng)支路和與軟啟動(dòng)支路連接的APFC輔助電路。軟啟動(dòng)支路用于在啟動(dòng)開(kāi)關(guān)電源時(shí)為APFC輔助電路供電，包括:整流橋DB1，通過(guò)電感LI與整流橋DBl連接的旁路二極管D1，與整流橋DBl并聯(lián)的電容Cl，設(shè)置在電容C2與接地端之間并且相互并聯(lián)的MOSFET管Q3和電容Rl，MOSFET管Q3的漏極與電容C2的負(fù)極連接，源極與接地端連接。整流橋DBl由4個(gè)二極管組成，電容Cl用于進(jìn)行濾波。
[0020]APFC輔助支路包括變壓器Tl、二極管D2、二極管D4、MOSFET管Ql、MOSFET管Q2、電容C3、電容C4、電阻R2、第一 APFC控制芯片和第二 APFC控制芯片。第一 APFC控制芯片和第二 APFC控制芯片可以選擇UC3854型芯片或UC3844型芯片中的任何一個(gè)芯片。
[0021]其中，所述儲(chǔ)能電感LI還分別與所述二極管D2和所述MOSFET管Ql的漏極連接；所述MOSFET管Ql的源極接地，柵極與所述第一 APFC控制芯片的端子GTDRV連接；所述二極管D2與電容C2的正極連接；所述旁路二極管Dl分別與所述電阻R2和變壓器Tl原邊連接；所述變壓器Tl原邊的另一端與MOSFET管Q2的漏極連接；所述MOSFET管Q2的源極接地，柵極與所述第二 APFC控制芯片的端子DRV連接；
[0022]所述第二 APFC控制芯片的接地端子與MOSFET管Q2的源極共地，所述第二 APFC控制芯片的端子VCC分別連接所述電阻R2、二極管D5和電容C3的正極；所述MOSFET管Q3的柵極還與電容C4的正極連接；所述變壓器Tl副邊的一端通過(guò)二極管D4與電容C4的正極連接，另一端與電容C4的負(fù)極共地；所述電容C4的正極還與所述第一 APFC控制芯片的端子VCC連接。
[0023]整流橋DBl通過(guò)圖中帶箭頭的兩條線路連接到供電端，電路通電后電流依次流過(guò)整流橋DB1、電感LI和旁路二極管Dl后為APFC輔助電路供電。具體的，電路通電后經(jīng)整流橋DBl變成直流電，經(jīng)電感LI和旁路二極管D2后給電容C2充電。電容C2的容量很大，初始電壓為0，不限流啟動(dòng)電流會(huì)非常大，所以由啟動(dòng)電阻Rl來(lái)限制充電電流，此時(shí)MOSFET管Q3處于截止?fàn)顟B(tài)。同時(shí)，直流電經(jīng)軟啟動(dòng)支路的旁路二極管D1、電容C3為支路輔助電源供電，調(diào)整啟動(dòng)電阻R2給電容C3充電獲取輔助電源控制器UC3844的直流開(kāi)啟電壓(此時(shí)電容C2的直流電壓已充滿)，輔助電源開(kāi)始工作；輔助電源的電容C4輸出的第一路電壓，為MOSFET管Q3提供觸發(fā)電壓；M0SFET管Q3導(dǎo)通，將啟動(dòng)電阻Rl短路掉，完成交流輸入軟啟動(dòng)。輔助電源的電容C4輸出的第二路電壓通過(guò)二極管D5為UC3844N旁路供電，電阻R2被旁路。輔助電源的電容C4輸出的第三路電壓為控制器UC3854(或UC3854AN)供電，APFC升壓變換器工作，形成輸入功率因數(shù)接近于I的綠色電源并且為后級(jí)供電。
[0024]與現(xiàn)有技術(shù)相比，圖1和圖2分別示出的兩種電路都通過(guò)輔助電源的啟動(dòng)電阻R2和電容C3來(lái)確定APFC控制芯片的工作狀態(tài)和電路對(duì)電容C2充電的延時(shí)時(shí)間，但是本實(shí)用新型由于替代了包含繼電器的軟啟動(dòng)支路，所以能夠產(chǎn)生顯著的性能改進(jìn)，具體如下:其一，由于減小了電磁兼容性異常和波形異常，其二，提高了 APFC的工作穩(wěn)定性和故障時(shí)處理的可靠性。現(xiàn)有軟啟動(dòng)電路如果APFC輔助支路損壞或后級(jí)電路損壞，繼電器的觸點(diǎn)會(huì)接通包括二極管Dl和啟動(dòng)電阻Rl的旁路，來(lái)自整流橋DBl的電流都會(huì)通過(guò)容量很小旁路二極管Dl和啟動(dòng)電阻R1，導(dǎo)致二極管Dl和電阻Rl損壞，嚴(yán)重時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)火災(zāi)。本實(shí)用新型改進(jìn)了現(xiàn)有電路，在出現(xiàn)APFC輔助支路損壞狀況時(shí)，來(lái)自整流橋DBl的電流大小并未改變，并且通過(guò)二極管D2傳遞給后級(jí)電路，不會(huì)造成啟動(dòng)電阻Rl燒毀的問(wèn)題。
[0025]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于APFC變換器的軟啟動(dòng)電路，所述APFC變換器能夠進(jìn)行升壓變換，對(duì)電容C2進(jìn)行充電，并通過(guò)所述電容C2向外部用電電路供電，其特征在于:所述軟啟動(dòng)電路包括軟啟動(dòng)支路和與所述軟啟動(dòng)支路連接的APFC輔助支路；所述軟啟動(dòng)支路包括:通過(guò)儲(chǔ)能電感LI與整流橋DBl連接的旁路二極管D1，以及設(shè)置在所述電容C2與接地端之間并且相互并聯(lián)的MOSFET管Q3和電阻Rl ;所述MOSFET管Q3的漏極與所述電容C2的負(fù)極連接，源極與所述接地端連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于APFC變換器的軟啟動(dòng)電路，其特征在于:所述APFC輔助支路包括變壓器Tl、二極管D2、二極管D4、MOSFET管Ql、MOSFET管Q2、電容C3、電容C4、電阻R2、第一 APFC控制芯片和第二 APFC控制芯片； 其中，所述儲(chǔ)能電感LI還分別與所述二極管D2和所述MOSFET管Ql的漏極連接；所述MOSFET管Ql的源極接地，柵極與所述第一 APFC控制芯片的端子GTDRV連接；所述二極管D2與電容C2的正極連接；所述旁路二極管Dl分別與所述電阻R2和變壓器Tl原邊連接；所述變壓器Tl原邊的另一端與MOSFET管Q2的漏極連接；所述MOSFET管Q2的源極接地，柵極與所述第二 APFC控制芯片的端子DRV連接； 所述第二 APFC控制芯片的接地端子與MOSFET管Q2的源極共地，所述第二 APFC控制芯片的端子VCC分別連接所述電阻R2、二極管D5和電容C3的正極；所述MOSFET管Q3的柵極還與電容C4的正極連接；所述變壓器Tl副邊的一端通過(guò)二極管D4與電容C4的正極連接，另一端與電容C4的負(fù)極共地；所述電容C4的正極還與所述第一 APFC控制芯片的端子VCC連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于APFC變換器的軟啟動(dòng)電路，其特征在于:所述第一APFC控制芯片為UC3844芯片。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于APFC變換器的軟啟動(dòng)電路，其特征在于:所述第二APFC控制芯片為UC3854芯片。5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的一種用于APFC變換器的軟啟動(dòng)電路，其特征在于:所述整流橋DBl與85-265VAC電源連接。
【文檔編號(hào)】H02M1-36GK204271907SQ201420488287
【發(fā)明者】劉寶磊, 田希亮, 王明清, 鄒偉強(qiáng), 王慶豐 [申請(qǐng)人]濟(jì)南芯馳能源科技有限公司