專利名稱：功率因數(shù)校正電路的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及開關電源技術領域，特別涉及到ー種包括保護電路的功率因數(shù)校正電路。
背景技術：
PFC (Power Factor Correction,功率因數(shù)校正)電路廣泛應用于開關電源、電子整流器、變頻調速器等電路設備中，通過改善功率因數(shù)，有效提高設備有功功率，降低能源損耗，降低輸入電流諧波，避免傳導干擾和輻射干擾產(chǎn)生。現(xiàn)有的PFC電路的電路圖如圖I所示，其包括整流濾波電路(圖中未示出)、PFC控制芯片(圖出未示出)以及連接在整流濾波電路輸出端的開關管Q1、輸出ニ極管D和負載。其中，開關管Ql的導通時刻、關斷時刻、導通持續(xù)時間及關斷持續(xù)時間由PFC控制芯片根據(jù)反饋信號來決定，反饋信號包括電解電容C正極的電壓、流經(jīng)開關管Ql的電流及芯片內部的控制信號。當PFC電路中的輸出ニ極管D出現(xiàn)短路故障吋，電解電容C上的高電壓就會全部直接加在導通的開關管Ql上，導致流過開關管Ql的電流會非常大，而當這個電流超過限值吋，PFC電路的控制芯片便會控制開關管Ql關斷，從而對PFC電路起到保護的作用。但是，采用這種方法，當輸出ニ極管D出現(xiàn)短路故障吋，由于PFC電路的瞬間電流較大，會導致開關管Ql的溫度迅速升高，從而產(chǎn)生損壞PFC電路的控制芯片和開關管Ql的問題。

實用新型內容本實用新型的主要目的為提供一種功率因數(shù)校正電路，通過設計一個保護電路，當輸出ニ極管出現(xiàn)短路故障時對PFC電路的控制芯片和開關管進行保護，使PFC電路的控制芯片和開關管不會損壞。本實用新型提供一種功率因數(shù)校正電路，包括整流濾波電路、PFC控制芯片以及連接在所述整流濾波電路輸出端的開關管和輸出ニ極管，還包括與所述PFC控制芯片的補償腳和所述開關管相連接的保護電路，所述保護電路用于當所述輸出ニ極管出現(xiàn)短路故障時，向所述補償腳輸出低電平，控制所述PFC控制芯片停止工作。優(yōu)選地，所述保護電路包括與所述開關管連接的第一ニ極管以及與所述第一ニ極管和所述PFC控制芯片相連接的三極管；所述第一ニ極管的陽極與所述開關管連接，第一二極管的陰極與所述三極管的基極連接。優(yōu)選地，所述保護電路還包括與所述PFC控制芯片和所述三極管相連接的第二ニ極管；所述第二ニ極管的陽極與所述PFC控制芯片連接，第二ニ極管的陰極與所述三極管的集電極連接，所述三極管的發(fā)射極接地。優(yōu)選地，所述第一ニ極管和所述第二ニ極管為肖特基ニ極管。優(yōu)選地，在所述三極管的基極和發(fā)射極之間并聯(lián)連接有濾波電路。 優(yōu)選地，所述濾波電路由電容和第一電阻并聯(lián)連接構成。[0012]優(yōu)選地，所述開關管為MOS管，所述MOS管的漏極和源極分別與所述整流濾波電路的輸出端和所述第一ニ極管的陽極相連接。優(yōu)選地，在所述MOS管的源極串聯(lián)有第二電阻。本實用新型所提供的功率因數(shù)校正電路，通過在PFC控制芯片上連接ー個保護電路，當輸出ニ極管出現(xiàn)短路故障時，流過開關管的電流較大，保護電路通過補償腳向PFC控制芯片輸入低電平，當PFC控制芯片接收到這個低電壓的反饋信號后，便會停止工作，從而對PFC電路進行保護。采用這種保護電路對PFC電路進行保護，其電路簡潔，穩(wěn)定性好，易于實現(xiàn)，成本低，同時可以使得PFC電路的控制芯片和開關管不會被損壞。

圖I為現(xiàn)有技術中的功率因數(shù)校正電路的電路圖；圖2為本實用新型功率因數(shù)校正電路實施例的結構示意圖； 圖3為PFC電路正常工作時流過開關管的電流以及PFC控制芯片GATE腳的工作電壓的波形；圖4為輸出ニ極管短路時流過開關管的電流以及PFC控制芯片GATE腳的工作電壓的波形。本實用新型目的的實現(xiàn)、功能特點及優(yōu)點將結合實施例，參照附圖做進ー步說明。
具體實施方式
應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。參照圖I和圖2，圖I為現(xiàn)有功率因數(shù)校正電路的電路圖，圖2為本實用新型功率因數(shù)校正電路實施例的結構示意圖。在本實施例中，提出一種功率因數(shù)校正電路，即PFC電路，該電路包括整流濾波電路10、PFC控制芯片20以及連接在所述整流濾波電路10的輸出端的開關管30和輸出ニ極管40。PFC電路還包括ー個保護電路50，這個保護電路50與PFC控制芯片20的補償腳COMP以及開關管30相連接，保護電路50可以用于當輸出ニ極管40出現(xiàn)短路故障時，向PFC控制芯片20的補償腳COMP輸出低電平，從而控制PFC控制芯片20停止工作。保護電路50包括第一ニ極管51和三極管52，第一ニ極管51的陽極與開關管30相連接，其陰極與三極管52的基極相連接；而三極管52的集電極和PFC控制芯片20相連接。本實施例中，第一ニ極管51可以為肖特基ニ極管。在上述實施例中，保護電路50還可以包括ー個第二ニ極管53，該第ニニ極管53與PFC控制芯片20和三極管52相連接。第二ニ極管53的陽極與PFC控制芯片20的補償腳COMP相連接，其陰極與三極管52的集電極相連接。該第二ニ極管53也可以為肖特基ニ極管。開關管30可以為MOS管，MOS管的漏極與整流濾波電路10的輸出端相連接，其源極與第二ニ極管53的陽極相連接，在MOS管的源極可以串聯(lián)ー個第二電阻R2，當電流經(jīng)過MOS管流過第二電阻R2后，便可到地。PFC控制芯片20可以根據(jù)所接收到的電解電容Cl正極的電壓、流經(jīng)開關管的電流以及芯片內部的控制信號等反饋信號來控制開關管30的導通和關斷時刻、導通持續(xù)時間及關斷持續(xù)時間。PFC電路正常工作的情況為當開關管30導通吋，經(jīng)過整流濾波電路10整流后的交流輸入的能量經(jīng)PFC電感L以及開關管30到地，同時有一部分能量存儲在PFC電感L中，此時由于輸出ニ極管40是反向截止的，因此電解電容Cl上的電壓不能直接加在導通的開關管30的源極和漏極之間，流過開關管30的電流較?。划旈_關管30關斷吋，PFC電感L中所儲存的電能便會經(jīng)輸出ニ極管40到電解電容Cl，并由電解電容Cl為負載提供能量。其中，開關管30的導通時刻、關斷時刻、導通持續(xù)時間及關斷持續(xù)時間由PFC控制芯片20根據(jù)反饋信號來決定，反饋信號包括電解電容Cl正極的電壓、流經(jīng)開關管30的電流及芯片內部的控制信號。當輸出ニ極管40出現(xiàn)短路故障吋，PFC電感L的輸出端與電解電容Cl直接相連，經(jīng)過整流濾波電路10整流后的交流輸入的能量經(jīng)過電感L流入開關管30，同時電解電容Cl中所存儲的能量也會流經(jīng)開關管30，因此流過開關管30的電流非常大，當有電流流過第ニ電阻R2時，該第二電阻R2的兩端就會產(chǎn)生電壓，電流越大，電壓就越大。如圖2中所標 示的A位置的電壓就越高，當A點的電壓大于第一ニ極管51的正向導通壓降和三極管52的基極和發(fā)射極之間的正向壓降吋，由于電解電容Cl與PFC電感L的輸出端直接相連，因此電解電容Cl充滿后，該三極管52就會導通，這時其集電極和發(fā)射極之間的電壓就很低，同樣，由于第二ニ極管53的正向導通壓降也很低。這樣，PFC控制芯片20補償腳COMP的電壓等于第二ニ極管53的正向壓降與三極管52的集電極和發(fā)射極之間的電壓之和，所以PFC控制芯片20補償腳COMP的電壓就會很低，當PFC控制芯片20接收到這個低電壓的反饋信號后，便會停止工作控制芯片20重啟的時間間隔則由預先設定的設置來決定。參照圖3和圖4，圖3為PFC電路正常工作時流過開關管的電流以及PFC控制芯片GATE腳的工作電壓的波形；圖4為輸出ニ極管短路時流過開關管的電流以及PFC控制芯片GATE腳的工作電壓的波形。chi為PFC電路正常工作時流過開關管30的電流的波形，當PFC電路正常工作吋，流過開關管30的電流較低，通常可以低至2. 36A ;而當輸出ニ極管40出現(xiàn)短路故障時，流過開關管30的電流則會很大，可以達到17. 6A，當如此大的電流流過第二電阻R2時，第二電阻R2上的壓降會使三極管52導通，從而將PFC控制芯片20的補償腳COMP的電壓拉低，使PFC控制芯片20停止工作，從而得以保護。ch2為PFC控制芯片20的GATE腳的工作電壓波形，當PFC電路正常工作時，PFC控制芯片20的GATE腳的工作頻率很高，可以達到156. 4KHz，而當輸出ニ極管40發(fā)生短路故障吋，PFC控制芯片20的GATE腳的工作頻率則會相對很低，甚至可以低至3. 635KHz。這樣，PFC電路進入間歇工作，并且其工作頻率較低，從而避免了 PFC電感L線圈以及開關管30的溫度升高太快，因此可以避免損壞開關管30和PFC控制芯片20。本實用新型實施例所提供的功率因數(shù)校正電路，通過在PFC控制芯片20上連接ー個保護電路50，當輸出ニ極管40出現(xiàn)短路故障時，經(jīng)過開關管30的極大的電流流入到第二電阻R2，該電阻上的高的電壓便會將三極管52導通，這時其集電極和發(fā)射極之間的電壓就很低，同時，第二ニ極管53也會被導通，其正向導通壓降也很低。這樣，PFC控制芯片20補償腳COMP的電壓等于第二ニ極管53的正向壓降與三極管52的集電極和發(fā)射極之間的電壓之和，這個電壓會很低，當PFC控制芯片20接收到這個低電壓的反饋信號后，便會停止エ作，從而對PFC電路進行保護。采用這種保護電路50對PFC電路進行保護，其電路簡潔，穩(wěn)定性好，易于實現(xiàn)，成本低，同時可以使得PFC電路的控制芯片和開關管不會被損壞。在上述實施例中，第一ニ極管51和第二ニ極管53都可以由兩個ニ極管組成，并且這兩個ニ極管的陰極和陽極互相連接，連接后所形成的第一ニ極管51的陽極與開關管30相連接，其陰極與三極管52的基極相連接；而第二ニ極管53的陽極與PFC控制芯片20的補償腳COMP相連接，其陰極與三極管52的集電極相連接。在上述實施例中，在三極管52的基極和發(fā)射極兩端并聯(lián)連接有濾波電路70，這個濾波電路可以為由ー個電容C2和第一電阻Rl并聯(lián)連接構成。將電容C2并聯(lián)在三極管52的基極和發(fā)射極兩端，當輸出ニ極管40發(fā)生短路故障時，利用該電容C2可以接收一部分來 自電解電容C的能量，同時通過將第一電阻Rl與地連接，將這一部分能量消耗棹。采用濾波電路70，利用電容C3可以防止當輸出ニ極管40發(fā)生短路故障吋，PFC的瞬間電流過大而導致PFC控制芯片20停止工作的情況發(fā)生，避免誤動作。同時，采用電容C2，還可以將PFC電路中的噪聲和干擾進行濾波。以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例，并非因此限制本實用新型的專利范圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內容所作的等效結構變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本實用新型的專利保護范圍內。
權利要求1.一種功率因數(shù)校正電路，包括整流濾波電路、PFC控制芯片以及連接在所述整流濾波電路輸出端的開關管和輸出ニ極管，所述PFC控制芯片控制所述開關管的導通或關斷，其特征在于，還包括與所述PFC控制芯片的補償腳和所述開關管相連接的保護電路，所述保護電路用于當所述輸出ニ極管出現(xiàn)短路故障時，向所述補償腳輸出低電平，控制所述PFC控制芯片停止工作。
2.如權利要求I所述的功率因數(shù)校正電路，其特征在于，所述保護電路包括與所述開關管連接的第一ニ極管以及與所述第一ニ極管和所述PFC控制芯片相連接的三極管；所述第一ニ極管的陽極與所述開關管連接，第一ニ極管的陰極與所述三極管的基極連接。
3.如權利要求2所述的功率因數(shù)校正電路，其特征在于，所述保護電 路還包括與所述PFC控制芯片和所述三極管相連接的第二ニ極管；所述第二ニ極管的陽極與所述PFC控制芯片連接，第二ニ極管的陰極與所述三極管的集電極連接，所述三極管的發(fā)射極接地。
4.如權利要求2所述的功率因數(shù)校正電路，其特征在干，所述第一ニ極管和所述第ニニ極管為肖特基ニ極管。
5.如權利要求2所述的功率因數(shù)校正電路，其特征在于，在所述三極管的基極和發(fā)射極之間并聯(lián)連接有濾波電路。
6.如權利要求5所述的功率因數(shù)校正電路，其特征在于，所述濾波電路由電容和第一電阻并聯(lián)連接構成。
7.如權利要求I或2所述的功率因數(shù)校正電路，其特征在于，所述開關管為MOS管，所述MOS管的漏極和源極分別與所述整流濾波電路的輸出端和所述第一ニ極管的陽極相連接。
8.如權利要求7所述的功率因數(shù)校正電路，其特征在于，在所述MOS管的源極串聯(lián)有第ニ電阻。
專利摘要本實用新型公開了一種功率因數(shù)校正電路，包括整流濾波電路、PFC控制芯片以及連接在所述整流濾波電路輸出端的開關管和輸出二極管，還包括與所述PFC控制芯片的補償腳和所述開關管相連接的保護電路，所述保護電路用于當所述輸出二極管出現(xiàn)短路故障時，向所述補償腳輸出低電平，控制所述PFC控制芯片停止工作。本實用新型所提供的一種功率因數(shù)校正電路，通過設計一個保護電路，當輸出二極管出現(xiàn)短路故障時對PFC電路的控制芯片和開關管進行保護，使PFC電路的控制芯片和開關管不會損壞。
文檔編號H02H7/10GK202395656SQ20112051847
公開日2012年8月22日 申請日期2011年12月13日 優(yōu)先權日2011年12月13日
發(fā)明者何北凱, 李錦樂, 楊勇, 江國平 申請人:深圳Tcl新技術有限公司