集成降壓-反激式高功率因數(shù)恒流電路及裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型提供了一種集成降壓-反激式高功率因數(shù)恒流電路及裝置，該電路包括：相互耦合的前級(jí)電路和后級(jí)電路，該前級(jí)電路為用于實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)校正的降壓電路；該后級(jí)電路為用于實(shí)現(xiàn)直流-直流變換的反激式變換電路；其中，該前級(jí)電路和后級(jí)電路共用同一個(gè)開(kāi)關(guān)管以及母線電容。該裝置包括：所述集成降壓-反激式高功率因數(shù)恒流電路；恒流控制驅(qū)動(dòng)電路，其電流采樣端采樣獲得所述采樣電阻的電流信息，所述恒流控制驅(qū)動(dòng)電路根據(jù)所述采樣電阻的電流信息產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)，所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)傳輸至所述開(kāi)關(guān)管的控制端。本實(shí)用新型能夠減小輸出的紋波電流，而且有利于降低電路成本。
【專(zhuān)利說(shuō)明】集成降壓-反激式高功率因數(shù)恒流電路及裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及開(kāi)關(guān)電源技術(shù)，尤其涉及一種集成降壓-反激式高功率因數(shù)恒流電路及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，大多數(shù)用電設(shè)備在接入電網(wǎng)時(shí)，輸入交流電流無(wú)法隨輸入電壓波形呈正弦變化，因而電流波形畸變嚴(yán)重，存在功率因數(shù)(PF)很低，諧波干擾嚴(yán)重，甚至影響周?chē)渌秒娫O(shè)備的正常工作的問(wèn)題。國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)制定了 IEC61000-3-2諧波電流限制的標(biāo)準(zhǔn)，用以限制諧波干擾可能造成的不利影響。與此同時(shí)，為保證人在使用用電設(shè)備時(shí)的安全性，大部分交流-直流變換器都要求采用隔離式功率級(jí)設(shè)計(jì)，因而需采用光耦或其它隔離器件以實(shí)現(xiàn)控制電路的隔離，這樣必然會(huì)增加控制電路的成本和復(fù)雜性。
[0003]為了解決低功率因數(shù)的問(wèn)題，單級(jí)或兩級(jí)功率因數(shù)校正(PFC)電路技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于交流-直流功率變換器。
[0004]相對(duì)于單級(jí)功率因數(shù)校正技術(shù)，兩級(jí)功率因數(shù)校正技術(shù)具有輸出紋波小，功率因數(shù)高的特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于功率因數(shù)校正電路中，其基本的原理框圖如圖1所示。輸入交流電壓經(jīng)整流橋整流后輸入到第一級(jí)功率因數(shù)校正變換器101，第一級(jí)功率因數(shù)校正變換器101常用以實(shí)現(xiàn)有源功率因數(shù)校正，常見(jiàn)的拓?fù)溆猩龎?Boost)，升降壓(Buck-boost)以及降壓(Buck)結(jié)構(gòu)。由于輸入電流要跟隨輸入電壓的波形變化，因而輸入功率是脈動(dòng)的功率，故在第一級(jí)功率因數(shù)校正變換器101和第二級(jí)直流-直流變換器102之間通常有一個(gè)大容量的儲(chǔ)能電容Cbulk,用以平衡脈動(dòng)的交流輸入功率和平穩(wěn)的直流輸出功率。第二級(jí)直流-直流變換器102能對(duì)輸出的電壓或電流實(shí)現(xiàn)有效的調(diào)整。
[0005]但是，由于圖1所示的方案存在兩級(jí)功率電路，控制電路也需要對(duì)應(yīng)的兩部分，因而增加了電路的復(fù)雜性，且成本相對(duì)較高，損耗較大。
[0006]另一種現(xiàn)有技術(shù)的單級(jí)功率因數(shù)校正電路如圖2所示。其中，交流輸入源接整流橋201的兩個(gè)輸入端，整流橋201的正輸出端接電容Cin的第一端和變壓器T的原邊繞組Wp的同名端，變壓器T的原邊繞組Wp的異名端接開(kāi)關(guān)管Q1的漏極，開(kāi)關(guān)管Q1的源極接采樣電阻Rsm的第一端，采樣電阻Rsm的第二端接原邊地，整流橋201的負(fù)輸出端接電容Cin的第二端并同時(shí)接到原邊地，副邊電流模擬模塊202的第一輸入端接采樣電阻Rsm的第一端，副邊電流模擬模塊202的第二輸入端接變壓器T的輔助繞組Wa的異名端，副邊電流模擬模塊202的輸出端接PFC控制和驅(qū)動(dòng)模塊203的第一輸入端，PFC控制和驅(qū)動(dòng)模塊203的第二輸入端接變壓器輔助繞組Wa的異名端，PFC控制和驅(qū)動(dòng)模塊203的輸出端接開(kāi)關(guān)管Q1的柵極。圖2中，副邊電流模擬模塊202通過(guò)采樣電阻Rsm獲得原邊開(kāi)關(guān)電流信息，并模擬出副邊電流信息，然后送入PFC控制和驅(qū)動(dòng)模塊203，以產(chǎn)生可調(diào)節(jié)輸出恒流和PFC控制的驅(qū)動(dòng)信號(hào)來(lái)控制開(kāi)關(guān)管Q1，從而在單級(jí)變換電路中實(shí)現(xiàn)了輸入功率因數(shù)校正和輸出恒流。
[0007]采用單級(jí)功率因數(shù)校正電路技術(shù)，需要在保證穩(wěn)定輸出直流電信號(hào)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)高功率因數(shù)。采用這種方式，簡(jiǎn)化了功率電路結(jié)構(gòu)以及控制電路的復(fù)雜性，變換器效率密度高，成本低，但存在輸出電流紋波較大等缺點(diǎn)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0008]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種集成降壓-反激式高功率因數(shù)恒流電路及裝置，前級(jí)為降壓電路，后級(jí)為反激式變換電路，兩級(jí)功率電路共用一個(gè)功率管和母線電容,可通過(guò)直接采樣原邊電流來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出電流的恒流控制,有利于降低電路成本。
[0009]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種集成降壓-反激式高功率因數(shù)恒流電路，包括相互耦合的前級(jí)電路和后級(jí)電路，其中，
[0010]該前級(jí)電路為用于實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)校正的降壓電路；
[0011]該后級(jí)電路為用于實(shí)現(xiàn)直流-直流變換的反激式變換電路；
[0012]其中，該前級(jí)電路和后級(jí)電路共用同一個(gè)開(kāi)關(guān)管以及母線電容。
[0013]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述前級(jí)電路包括:
[0014]輸入電容,其第一端連接正輸入端,其第二端連接負(fù)輸入端；
[0015]所述開(kāi)關(guān)管，其第一功率端連接所述輸入電容的第一端，其控制端接收外部的驅(qū)動(dòng)信號(hào)；
[0016]第二二極管，其陽(yáng)極連接所述輸入電容的第二端；
[0017]第三二極管，其陽(yáng)極與所述開(kāi)關(guān)管的第二功率端耦合，其陰極連接所述第二二極管的陰極；
[0018]所述母線電容，其第一端連接所述第三二極管的陰極和第二二極管的陰極；
[0019]電感，其第一端連接所述輸入電容的第二端，其第二端連接所述母線電容的第二端;
[0020]所述后級(jí)電路包括:
[0021]所述母線電容；
[0022]所述開(kāi)關(guān)管；
[0023]第一二極管，其陰極連接所述開(kāi)關(guān)管的第一功率端，其陽(yáng)極連接所述母線電容的
弟觸；
[0024]采樣電阻，其第一端與所述開(kāi)關(guān)管的第二功率端耦合；
[0025]變壓器，其原邊繞組的異名端連接所述采樣電阻的第二端，其原邊繞組的同名端連接所述母線電容的第二端；
[0026]輸出二極管，其陽(yáng)極連接所述變壓器的副邊繞組的同名端，其陰極以及該副邊繞組的異名端作為負(fù)載接入端口。
[0027]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述后級(jí)電路還包括:
[0028]輸出負(fù)載，其第一端連接所述輸出二極管的陰極，其第二端連接所述變壓器的副邊繞組的異名端，所述輸出負(fù)載為輸出電容、負(fù)載或者輸出電容與負(fù)載的并聯(lián)中的任意一種。
[0029]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，所述前級(jí)電路的信號(hào)回路為:所述正輸入端的信號(hào)經(jīng)由所述開(kāi)關(guān)管、第三二極管、母線電容以及電感傳輸至所述負(fù)輸入端，所述后級(jí)電路的信號(hào)回路為:所述母線電容的第一端的信號(hào)經(jīng)由所述第一二極管、開(kāi)關(guān)管、采樣電阻、原邊繞組傳輸至所述母線電容的第二端；所述開(kāi)關(guān)管關(guān)斷時(shí)，所述前級(jí)電路的信號(hào)回路為:流經(jīng)所述電感的電流經(jīng)由所述第二二極管和母線電容續(xù)流返回至所述電感；所述后級(jí)電路的信號(hào)回路為:流經(jīng)所述副邊繞組的電流經(jīng)由所述輸出二極管和輸出負(fù)載續(xù)流返回至所述副邊繞組。
[0030]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述前級(jí)電路包括:
[0031]輸入電容,其第一端連接正輸入端,其第二端連接負(fù)輸入端；
[0032]所述開(kāi)關(guān)管，其第一功率端連接所述輸入電容的第一端，其控制端接收外部的驅(qū)動(dòng)信號(hào)；
[0033]第二二極管，其陽(yáng)極連接所述輸入電容的第二端；
[0034]第三二極管，其陽(yáng)極與所述開(kāi)關(guān)管的第二功率端耦合，其陰極連接所述第二二極管的陰極；
[0035]所述母線電容，其第一端連接所述第三二極管的陰極和第二二極管的陰極；
[0036]電感，其第一端連接所述輸入電容的第二端，其第二端連接所述母線電容的第二端;
[0037]所述后級(jí)電路包括:
[0038]所述母線電容；
[0039]所述開(kāi)關(guān)管；
[0040]第一二極管，其陰極連接所述開(kāi)關(guān)管的第一功率端，其陽(yáng)極連接所述母線電容的
弟觸；
[0041]采樣電阻，其第一端與所述開(kāi)關(guān)管的第二功率端耦合；
[0042]變壓器，其原邊繞組的異名端連接所述采樣電阻的第二端，其原邊繞組的同名端連接所述母線電容的第二端；
[0043]輸出二極管，其陽(yáng)極連接所述變壓器的原邊繞組的同名端，其陰極以及該原邊繞組的異名端作為負(fù)載接入端口。
[0044]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述后級(jí)電路還包括:
[0045]輸出負(fù)載，其第一端連接所述變壓器的原邊繞組的異名端，其第二端連接所述輸出二極管的陰極，所述輸出負(fù)載為輸出電容、負(fù)載或者輸出電容與負(fù)載的并聯(lián)中的任意一種。
[0046]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，所述前級(jí)電路的信號(hào)回路為:所述正輸入端的信號(hào)經(jīng)由所述開(kāi)關(guān)管、第三二極管、母線電容以及電感傳輸至所述負(fù)輸入端，所述后級(jí)電路的信號(hào)回路為:所述母線電容的第一端的信號(hào)經(jīng)由所述第一二極管、開(kāi)關(guān)管、采樣電阻、原邊繞組傳輸至所述母線電容的第二端；所述開(kāi)關(guān)管關(guān)斷時(shí)，所述前級(jí)電路的信號(hào)回路為:流經(jīng)所述電感的電流經(jīng)由所述第二二極管和母線電容續(xù)流返回至所述電感；所述后級(jí)電路的信號(hào)回路為:流經(jīng)所述原邊繞組的電流經(jīng)由所述輸出二極管和輸出負(fù)載續(xù)流返回至所述原邊繞組。
[0047]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述前級(jí)電路包括:
[0048]輸入電容,其第一端連接正輸入端,其第二端連接負(fù)輸入端；
[0049]所述開(kāi)關(guān)管，其第一功率端連接所述輸入電容的第一端，其控制端接收外部的驅(qū)動(dòng)信號(hào)；
[0050]第三二極管，其陽(yáng)極與所述開(kāi)關(guān)管的第二功率端耦合；[0051]第二二極管，其陰極連接所述第三二極管的陰極；
[0052]電感，包括耦合的第一繞組和第二繞組，該第一繞組的異名端連接所述輸入電容的第二端，該第二繞組的同名端連接所述第一繞組的同名端，該第二繞組的異名端連接所述第二二極管的陽(yáng)極；
[0053]所述母線電容，其第一端連接所述第三二極管的陰極和第二二極管的陰極，其第二端連接所述第一繞組和第二繞組的同名端；
[0054]所述后級(jí)電路包括:
[0055]所述母線電容；
[0056]所述開(kāi)關(guān)管；
[0057]第一二極管，其陰極連接所述開(kāi)關(guān)管的第一功率端，其陽(yáng)極連接所述母線電容的
弟觸；
[0058]采樣電阻，其第一端與所述開(kāi)關(guān)管的第二功率端耦合；
[0059]變壓器，其原邊繞組的異名端連接所述采樣電阻的第二端，其原邊繞組的同名端連接所述母線電容的第二端；
[0060]輸出二極管，其陽(yáng)極連接所述變壓器的副邊繞組的同名端，其陰極以及該副邊繞組的異名端作為負(fù)載接入端口。
[0061]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述后級(jí)電路還包括:
[0062]輸出負(fù)載，其第一端連接所述輸出二極管的陰極，其第二端連接所述副邊繞組的異名端，所述輸出負(fù)載為輸出電容、負(fù)載或者輸出電容與負(fù)載的并聯(lián)中的任意一種。
[0063]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，所述前級(jí)電路的信號(hào)回路為:所述正輸入端的信號(hào)經(jīng)由所述開(kāi)關(guān)管、第三二極管、母線電容以及電感的第一繞組傳輸至所述負(fù)輸入端，所述后級(jí)電路的信號(hào)回路為:所述母線電容的第一端的信號(hào)經(jīng)由所述第一二極管、開(kāi)關(guān)管、采樣電阻、原邊繞組傳輸至所述母線電容的第二端；所述開(kāi)關(guān)管關(guān)斷時(shí)，所述前級(jí)電路的信號(hào)回路為:流經(jīng)所述電感的第二繞組的電流經(jīng)由所述第二二極管和母線電容續(xù)流返回至所述第二繞組；所述后級(jí)電路的信號(hào)回路為:流經(jīng)所述變壓器的副邊繞組的電流經(jīng)由所述輸出二極管和輸出負(fù)載續(xù)流返回至所述副邊繞組。
[0064]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述前級(jí)電路包括:
[0065]輸入電容，其第一端連接正輸入端，其第二端連接負(fù)輸入端；
[0066]所述開(kāi)關(guān)管，其第一功率端連接所述輸入電容的第一端，其控制端接收外部的驅(qū)動(dòng)信號(hào)；
[0067]第三二極管，其陽(yáng)極與所述開(kāi)關(guān)管的第二功率端耦合；
[0068]第二二極管，其陰極連接所述第三二極管的陰極；
[0069]電感，包括耦合的第一繞組和第二繞組，該第一繞組的異名端連接所述輸入電容的第二端，該第二繞組的同名端連接所述第一繞組的同名端，該第二繞組的異名端連接所述第二二極管的陽(yáng)極；
[0070]所述母線電容，其第一端連接所述第三二極管的陰極和第二二極管的陰極，其第二端連接所述第一繞組和第二繞組的同名端；
[0071]所述后級(jí)電路包括:
[0072]所述母線電容；[0073]所述開(kāi)關(guān)管；
[0074]第一二極管，其陰極連接所述開(kāi)關(guān)管的第一功率端，其陽(yáng)極連接所述母線電容的
弟觸；
[0075]采樣電阻，其第一端與所述開(kāi)關(guān)管的第二功率端耦合；
[0076]變壓器，其原邊繞組的異名端連接所述采樣電阻的第二端，其原邊繞組的同名端連接所述母線電容的第二端；
[0077]輸出二極管，其陽(yáng)極連接所述變壓器的原邊繞組的同名端，其陰極以及該原邊繞組的異名端作為負(fù)載接入端口。
[0078]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述后級(jí)電路還包括:
[0079]輸出負(fù)載，其第一端連接所述原邊繞組的異名端，其第二端連接所述輸出二極管的陰極，所述輸出負(fù)載為輸出電容、負(fù)載或者輸出電容與負(fù)載的并聯(lián)中的任意一種。
[0080]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，所述前級(jí)電路的信號(hào)回路為:所述正輸入端的信號(hào)經(jīng)由所述開(kāi)關(guān)管、第三二極管、母線電容以及電感的第一繞組傳輸至所述負(fù)輸入端，所述后級(jí)電路的信號(hào)回路為:所述母線電容的第一端的信號(hào)經(jīng)由所述第一二極管、開(kāi)關(guān)管、采樣電阻、原邊繞組傳輸至所述母線電容的第二端；所述開(kāi)關(guān)管關(guān)斷時(shí)，所述前級(jí)電路的信號(hào)回路為:流經(jīng)所述電感的第二繞組的電流經(jīng)由所述第二二極管和母線電容續(xù)流返回至所述第二繞組；所述后級(jí)電路的信號(hào)回路為:流經(jīng)所述變壓器的原邊繞組的電流經(jīng)由所述輸出二極管和輸出負(fù)載續(xù)流返回至所述原邊繞組。
[0081]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述前級(jí)電路和后級(jí)電路還包括峰值限流電阻，所述第三二極管的陽(yáng)極以及所述采樣電阻的第一端經(jīng)由所述峰值限流電阻與所述開(kāi)關(guān)管的第二功率端相連，該峰值限流電阻的第一端連接所述開(kāi)關(guān)管的第二功率端，該峰值限流電阻的第二端連接所述第三二極管的陽(yáng)極。
[0082]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述前級(jí)電路包括:
[0083]輸入電容,其第一端連接正輸入端,其第二端連接負(fù)輸入端；
[0084]第一二極管，其陰極連接所述輸入電容的第一端；
[0085]第三二極管，其陽(yáng)極連接所述第一二極管的陽(yáng)極；
[0086]電感，其第一端連接所述輸入電容的第一端；
[0087]所述母線電容，其第一端連接所述電感的第二端，其第二端連接所述第一二極管和第三二極管的陽(yáng)極；
[0088]所述開(kāi)關(guān)管，其第一功率端連接所述第三二極管的陰極，其第二功率端與所述輸入電容的第二端耦合，其控制端接收外部的驅(qū)動(dòng)信號(hào)；
[0089]所述后級(jí)電路包括:
[0090]所述母線電容；
[0091]所述開(kāi)關(guān)管；
[0092]第二二極管，其陰極連接所述母線電容的第二端；
[0093]采樣電阻，其第一端與所述第二二極管的陽(yáng)極，其第二端與所述開(kāi)關(guān)管的第二功率端稱(chēng)合；
[0094]變壓器，其原邊繞組的異名端連接所述母線電容的第一端，其原邊繞組的同名端連接所述開(kāi)關(guān)管的第一功率端；[0095]輸出二極管，其陽(yáng)極連接所述變壓器的副邊繞組的同名端，其陰極以及該副邊繞組的異名端作為負(fù)載接入端口。
[0096]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述后級(jí)電路還包括:
[0097]輸出負(fù)載，其第一端連接所述輸出二極管的陰極，其第二端連接所述副邊繞組的異名端，所述輸出負(fù)載為輸出電容、負(fù)載或者輸出電容與負(fù)載的并聯(lián)中的任意一種。
[0098]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，所述前級(jí)電路的信號(hào)回路為:所述正輸入端的信號(hào)經(jīng)由所述電感、母線電容、第三二極管以及開(kāi)關(guān)管傳輸至所述負(fù)輸入端，所述后級(jí)電路的信號(hào)回路為:所述母線電容的第一端的信號(hào)經(jīng)由所述原邊繞組、開(kāi)關(guān)管、采樣電阻和第二二極管傳輸至所述母線電容的第二端；所述開(kāi)關(guān)管關(guān)斷時(shí)，所述前級(jí)電路的信號(hào)回路為:流經(jīng)所述電感的電流經(jīng)由所述第一二極管和母線電容續(xù)流返回至所述電感；所述后級(jí)電路的信號(hào)回路為:流經(jīng)所述變壓器的副邊繞組的電流經(jīng)由所述輸出二極管和輸出負(fù)載續(xù)流返回至所述原邊繞組。
[0099]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述前級(jí)電路包括:
[0100]輸入電容,其第一端連接正輸入端,其第二端連接負(fù)輸入端；
[0101]第一二極管，其陰極連接所述輸入電容的第一端；
[0102]第三二極管，其陽(yáng)極連接所述第一二極管的陽(yáng)極；
[0103]電感，其第一端連接所述輸入電容的第一端；
[0104]所述母線電容，其第一端連接所述電感的第二端，其第二端連接所述第一二極管和第三二極管的陽(yáng)極；
[0105]所述開(kāi)關(guān)管，其第一功率端連接所述第三二極管的陰極，其第二功率端與所述輸入電容的第二端耦合，其控制端接收外部的驅(qū)動(dòng)信號(hào)；
[0106]所述后級(jí)電路包括:
[0107]所述母線電容；
[0108]所述開(kāi)關(guān)管；
[0109]第二二極管，其陰極連接所述母線電容的第二端；
[0110]采樣電阻，其第一端與所述第二二極管的陽(yáng)極，其第二端與所述開(kāi)關(guān)管的第二功率端稱(chēng)合；
[0111]變壓器，其原邊繞組的異名端連接所述母線電容的第一端，其原邊繞組的同名端連接所述開(kāi)關(guān)管的第一功率端；
[0112]輸出二極管，其陽(yáng)極連接所述變壓器的原邊繞組的同名端，其陰極以及該原邊繞組的異名端作為負(fù)載接入端口。
[0113]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述后級(jí)電路還包括:
[0114]輸出負(fù)載，其第一端連接所述輸出二極管的陰極，其第二端連接所述副邊繞組的異名端，所述輸出負(fù)載為輸出電容、負(fù)載或者輸出電容與負(fù)載的并聯(lián)中的任意一種。
[0115]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，所述前級(jí)電路的信號(hào)回路為:所述正輸入端的信號(hào)經(jīng)由所述電感、母線電容、第三二極管以及開(kāi)關(guān)管傳輸至所述負(fù)輸入端，所述后級(jí)電路的信號(hào)回路為:所述母線電容的第一端的信號(hào)經(jīng)由所述原邊繞組、開(kāi)關(guān)管、采樣電阻和第二二極管傳輸至所述母線電容的第二端；所述開(kāi)關(guān)管關(guān)斷時(shí)，所述前級(jí)電路的信號(hào)回路為:流經(jīng)所述電感的電流經(jīng)由所述第一二極管和母線電容續(xù)流返回至所述電感；所述后級(jí)電路的信號(hào)回路為:流經(jīng)所述變壓器的原邊繞組的電流經(jīng)由所述輸出二極管和輸出負(fù)載續(xù)流返回至所述原邊繞組。
[0116]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述前級(jí)電路和后級(jí)電路還包括峰值限流電阻，所述采樣電阻的第二端以及所述輸入電容的第二端經(jīng)由該峰值限流電阻與所述開(kāi)關(guān)管的第二功率端連接，該峰值限流電阻的第一端連接所述輸入電容的第二端以及所述采樣電阻的第二端，該峰值限流電阻的第二端連接所述開(kāi)關(guān)管的第二功率端。
[0117]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述前級(jí)電路至少還包括輸入電容和電感，所述后級(jí)電路至少還包括變壓器和輸出負(fù)載，該輸出負(fù)載為輸出電容、負(fù)載或者輸出電容與負(fù)載的并聯(lián)中的任意一種，其中，
[0118]所述開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通期間，所述輸入電容、電感和開(kāi)關(guān)管形成第一回路，所述母線電容、開(kāi)關(guān)管、變壓器的原邊繞組形成第二回路；
[0119]所述開(kāi)關(guān)管關(guān)斷期間，所述電感、母線電容形成第三回路，所述變壓器的原邊繞組或副邊繞組與該輸出負(fù)載形成第四回路。
[0120]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通期間，所述電感兩端的電壓等于所述輸入電容兩端的電壓減去所述母線電容兩端的電壓，流經(jīng)所述電感的電流上升，所述變壓器的原邊繞組兩端的電壓等于所述母線電容兩端的電壓，流經(jīng)所述變壓器原邊繞組的電流上升；所述開(kāi)關(guān)管關(guān)斷期間，所述電感兩端的電壓等于負(fù)的所述母線電容兩端的電壓，流經(jīng)所述電感的電流下降，所述變壓器的原邊繞組或副邊繞組兩端的電壓等于負(fù)的所述輸出負(fù)載兩端的電壓，流經(jīng)所述第二電感的電流下降。
[0121]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，該電路還包括:整流橋，對(duì)輸入的交流電源信號(hào)整流，其正輸出端連接所述正輸入端，其負(fù)輸出端連接所述負(fù)輸入端。
[0122]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述開(kāi)關(guān)管為功率MOSFET晶體管，所述第一功率端為所述MOSFET晶體管的漏極，所述第二功率端為所述MOSFET晶體管的源極，所述控制端為所述MOSFET晶體管的柵極。
[0123]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述開(kāi)關(guān)管為功率三極管，所述第一功率端為所述功率三極管的集電極，所述第二功率端為所述功率三極管的發(fā)射極，所述控制端為所述
功率三極管的基極。
[0124]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述開(kāi)關(guān)管為組合開(kāi)關(guān)。
[0125]本實(shí)用新型還提供了一種集成降壓-反激式高功率因數(shù)恒流裝置，包括:
[0126]上述任一項(xiàng)所述的集成降壓-反激式高功率因數(shù)恒流電路；
[0127]恒流控制驅(qū)動(dòng)電路，其電流采樣端采樣獲得所述采樣電阻的電流信息，其所述恒流控制驅(qū)動(dòng)電路根據(jù)所述采樣電阻的電流信息產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)，所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)傳輸至所述開(kāi)關(guān)管的控制端。
[0128]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述恒流控制驅(qū)動(dòng)電路的電流采樣端連接所述采樣電阻的第一端，所述采樣電阻的第二端接原邊地；或者，所述恒流控制驅(qū)動(dòng)電路的電流采樣端連接所述采樣電阻的第二端，所述采樣電阻的第一端接原邊地。
[0129]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述恒流控制驅(qū)動(dòng)電路還具有過(guò)零檢測(cè)端，該過(guò)零檢測(cè)端獲得所述輸出二極管的導(dǎo)通時(shí)間信息，所述恒流控制驅(qū)動(dòng)電路根據(jù)所述電流信息和導(dǎo)通時(shí)間信息產(chǎn)生該驅(qū)動(dòng)信號(hào)。[0130]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述變壓器還包括輔助繞組，所述變壓器的輔助繞組的異名端接原邊地，所述變壓器的輔助繞組的同名端連接所述恒流控制驅(qū)動(dòng)電路的過(guò)零檢測(cè)端。
[0131]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述集成降壓-反激式高功率因數(shù)恒流電路為權(quán)利要求10或15所述的電路，所述恒流控制驅(qū)動(dòng)電路還具有峰值電流限流端，該峰值電流限流端與所述峰值限流電阻的第一端相連以獲得峰值電流信息，所述恒流控制驅(qū)動(dòng)電路根據(jù)所述電流信息和峰值電流信息產(chǎn)生所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
[0132]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0133]本實(shí)用新型實(shí)施例的集成降壓-反激式高功率因數(shù)電路為準(zhǔn)單級(jí)結(jié)構(gòu)，相比兩級(jí)式結(jié)構(gòu)，電路結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，有利于電路成本；相比單級(jí)式結(jié)構(gòu)，大大降低了輸出負(fù)載的紋波電流，無(wú)頻閃。
[0134]另外，本實(shí)用新型實(shí)施例的集成降壓-反激式高功率因數(shù)電路的前級(jí)電路為實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)校正功能的降壓電路，相比其他拓?fù)淇梢垣@得更高功率，后級(jí)電路為實(shí)現(xiàn)直流-直流變換的反激式變換電路，兩級(jí)功率電路共用一個(gè)功率開(kāi)關(guān)管和一套控制電路，可以?xún)H通過(guò)采樣變壓器的原邊電流來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出電流的恒流控制(原邊反饋控制)，有利于進(jìn)一步降低電路裝置成本。
【專(zhuān)利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0135]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中一種采用兩級(jí)功率因數(shù)校正技術(shù)的交流-直流功率變換器的原理框圖；
[0136]圖2是現(xiàn)有技術(shù)中一種原邊恒流的單級(jí)功率因數(shù)校正電路的原理框圖；
[0137]圖3是本實(shí)用新型的集成降壓-反激式高功率因數(shù)恒流裝置第一實(shí)施例的原理框圖；
[0138]圖4是圖3所示集成降壓-反激式高功率因數(shù)恒流裝置在第一工作狀態(tài)下的等效電路不意圖；
[0139]圖5是圖3所示集成降壓-反激式高功率因數(shù)恒流裝置在第二工作狀態(tài)下的等效電路不意圖；
[0140]圖6是本實(shí)用新型的集成降壓-反激式高功率因數(shù)恒流裝置第二實(shí)施例的原理框圖；
[0141]圖7是圖6所示集成降壓-反激式高功率因數(shù)恒流裝置在第一工作狀態(tài)下的等效電路不意圖；
[0142]圖8是圖6所示集成降壓-反激式高功率因數(shù)恒流裝置在第二工作狀態(tài)下的等效電路不意圖；
[0143]圖9是本實(shí)用新型的集成降壓-反激式高功率因數(shù)恒流裝置第三實(shí)施例的原理框圖；
[0144]圖10是圖9所示集成降壓-反激式高功率因數(shù)恒流裝置在第一工作狀態(tài)下的等效電路不意圖；
[0145]圖11是圖9所示集成降壓-反激式高功率因數(shù)恒流裝置在第二工作狀態(tài)下的等效電路不意圖；[0146]圖12是本實(shí)用新型的集成降壓-反激式高功率因數(shù)恒流裝置第四實(shí)施例的原理框圖；
[0147]圖13是圖12所示集成降壓-反激式高功率因數(shù)恒流裝置在第一工作狀態(tài)下的等效電路不意圖；
[0148]圖14是圖12所示集成降壓-反激式高功率因數(shù)恒流裝置在第二工作狀態(tài)下的等效電路不意圖；
[0149]圖15是本實(shí)用新型的集成降壓-反激式高功率因數(shù)恒流裝置第五實(shí)施例的原理框圖；
[0150]圖16是圖15所示集成降壓-反激式高功率因數(shù)恒流裝置在第一工作狀態(tài)下的等效電路不意圖；
[0151]圖17是圖15所示集成降壓-反激式高功率因數(shù)恒流裝置在第二工作狀態(tài)下的等效電路不意圖；
[0152]圖18是本實(shí)用新型的集成降壓-反激式高功率因數(shù)恒流裝置第六實(shí)施例的原理框圖；
[0153]圖19是圖18所示集成降壓-反激式高功率因數(shù)恒流裝置在第一工作狀態(tài)下的等效電路不意圖；
[0154]圖20是圖18所示集成降壓-反激式高功率因數(shù)恒流裝置在第二工作狀態(tài)下的等效電路不意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0155]本實(shí)用新型的集成降壓-反激式高功率因數(shù)恒流電路包括相互耦合的前級(jí)電路和后級(jí)電路，該前級(jí)電路為用于實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)校正的降壓電路，該后級(jí)電路為用于實(shí)現(xiàn)直流-直流變換的反激式變換電路，該前級(jí)電路和后級(jí)電路共用同一個(gè)開(kāi)關(guān)管以及母線電容。相比兩級(jí)式結(jié)構(gòu)，電路結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，有利于電路成本；相比單級(jí)式結(jié)構(gòu)，大大降低了輸出負(fù)載的紋波電流，無(wú)頻閃。
[0156]其中，前級(jí)電路可以包括開(kāi)關(guān)管、母線電容、輸入電容和電感，后級(jí)電路可以包括開(kāi)關(guān)管、母線電容、變壓器和輸出負(fù)載，該輸出負(fù)載為輸出電容、負(fù)載或者輸出電容與負(fù)載的并聯(lián)中的任意一種，其中，開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通期間，輸入電容、電感和開(kāi)關(guān)管形成第一回路，母線電容、開(kāi)關(guān)管、變壓器的原邊繞組形成第二回路；開(kāi)關(guān)管關(guān)斷期間，電感、母線電容形成第三回路，變壓器的原邊繞組或副邊繞組與該輸出負(fù)載形成第四回路。
[0157]進(jìn)一步而言，開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通期間，電感兩端的電壓等于輸入電容兩端的電壓減去母線電容兩端的電壓，流經(jīng)電感的電流上升，變壓器的原邊繞組兩端的電壓等于母線電容兩端的電壓，流經(jīng)變壓器原邊繞組的電流上升；開(kāi)關(guān)管關(guān)斷期間，電感兩端的電壓等于負(fù)的母線電容兩端的電壓，流經(jīng)電感的電流下降，變壓器的原邊繞組或副邊繞組兩端的電壓等于負(fù)的輸出負(fù)載兩端的電壓，流經(jīng)第二電感的電流下降。
[0158]下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明，但不應(yīng)以此限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0159]第一實(shí)施例
[0160]參考圖3，圖3示出了第一實(shí)施例的集成降壓-反激式高功率因數(shù)恒流裝置，包括集成降壓-反激式高功率因數(shù)恒流電路及與其相連的恒流驅(qū)動(dòng)控制電路301。
[0161]其中，集成降壓-反激式高功率因數(shù)恒流電路包括整流橋BR，輸入電容Cin、第一二極管D1、第二二極管D2、第三二極管D3、電感Lb、變壓器T、開(kāi)關(guān)管Q1、峰值限流電阻Rlim、采樣電阻Rs、母線電容Cbulk、輸出二極管D4以及輸出電容C。。其中，整流橋BR，輸入電容Cin、開(kāi)關(guān)管Q1、電阻Rlim、第二二極管D2、第三二極管D3、電感Lb和母線電容Cbulk構(gòu)成前級(jí)電路，母線電容Cbulk、第一二極管D1、開(kāi)關(guān)管Q1、電阻Rlim、采樣電阻Rs、變壓器T、輸出二極管D4以及輸出電容C。構(gòu)成后級(jí)電路。母線電容Cbulk、開(kāi)關(guān)管Q1及峰值限流電阻Rlim為兩級(jí)電路的復(fù)用元件。
[0162]進(jìn)一步而言，整流橋BR的輸入端接交流電源信號(hào)Vac并對(duì)其進(jìn)行整流，輸入電容Cin的第一端連接整流橋BR的正輸出端，輸入電容Cin的第二端連接整流橋BR的負(fù)輸出端，第一二極管D1的陰極連接輸入電容Cin的第一端，第二二極管D2的陰極接第一二極管D1的陽(yáng)極，第二二極管D2的陽(yáng)極與輸入電容Cin的第二端耦合，開(kāi)關(guān)管Q1的第一功率端連接第一二極管01的陰極，其控制端接收外部的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，峰值限流電阻Rlim的第一端連接開(kāi)關(guān)管Q1的第二功率端，電阻Rlim的第二端連接采樣電阻Rs第一端；第三二極管D3的陽(yáng)極連接開(kāi)關(guān)管Q1的第二功率端，母線電容Cbulk的第一端接第三二極管D3的陰極和第一二極管D1的陽(yáng)極，電感Lb的第一端連接輸入電容Cin的第二端；變壓器T的原邊繞組Wp的異名端與采樣電阻Rs的第二端相連，變壓器T的原邊繞組Wp的同名端與電感Lb的第二端以及母線電容Cbulk的第二端相連，變壓器T的副邊繞組Ws的同名端接輸出二極管D4的陽(yáng)極，輸出二極管D4的陰極接輸出電容C。的第一端，變壓器T的副邊繞組Ws的異名端接輸出電容C。的第二端，負(fù)載與輸出電容C。并聯(lián),負(fù)載和輸出電容C。可以合稱(chēng)為輸出負(fù)載。當(dāng)然,輸出負(fù)載也可以?xún)H包括負(fù)載或者是輸出電容C。。
[0163]第一實(shí)施例中，恒流控制驅(qū)動(dòng)電路301的峰值電流限流端Ium接電阻Rlim的第一端，恒流控制驅(qū)動(dòng)電路301的電流采樣端CS連接采樣電阻Rs的第一端，恒流控制驅(qū)動(dòng)電路301的地端SGND接采樣電阻Rs的第二端并接到原邊地，恒流控制驅(qū)動(dòng)電路301的過(guò)零檢測(cè)端ZCD接變壓器T的輔助繞組Wa的同名端，變壓器T的輔助繞組Wa的異名端接原邊地，恒流控制驅(qū)動(dòng)電路301的輸出端PWM接開(kāi)關(guān)管Q1的控制端。
[0164]恒流控制驅(qū)動(dòng)電路301根據(jù)電流采樣端CS采樣到的采樣電阻Rs的電流信息以及過(guò)零檢測(cè)端ZCD檢測(cè)到的輸出二極管D4的導(dǎo)通時(shí)間信息(或者說(shuō)是電流過(guò)零信息)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)，該驅(qū)動(dòng)信號(hào)用于控制開(kāi)關(guān)管Q1周期性地導(dǎo)通和截止以實(shí)現(xiàn)輸出負(fù)載電流恒流。在集成降壓-反激式高功率因數(shù)恒流電路上電時(shí)，由于母線電容Cbulk兩端電壓尚未建立，母線電容Cbulk近似為短路，恒流控制驅(qū)動(dòng)電路301的峰值電流限流Ilim檢測(cè)流過(guò)峰值限流電阻Rlim的峰值電流信息，通過(guò)恒流控制驅(qū)動(dòng)電路301內(nèi)部的限流電路實(shí)現(xiàn)上電時(shí)的對(duì)集成降壓-反激式高功率因數(shù)恒流電路的輸入電流的限制。
[0165]其中，開(kāi)關(guān)管Q1可以是功率MOSFET晶體管，其第一功率端為MOSFET晶體管的漏極，其第二功率端為MOSFET晶體管的源極，其控制端為所述MOSFET晶體管的柵極?；蛘?，開(kāi)關(guān)管Q1也可以是功率三極管，其第一功率端為功率三極管的集電極，其第二功率端為功率三極管的發(fā)射極，其控制端為功率三極管的基極。或者，開(kāi)關(guān)管Q1還可以是組合開(kāi)關(guān)或本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的其他開(kāi)關(guān)管結(jié)構(gòu)。
[0166]參考圖4，圖4為圖3所示集成降壓-反激式高功率因數(shù)恒流裝置在第一工作狀態(tài)時(shí)的等效電路圖，圖中虛線部分表示相關(guān)線路及器件不參與工作。在第一工作狀態(tài)，開(kāi)關(guān)管Q1導(dǎo)通，輸入交流電源信號(hào)Va。經(jīng)整流橋BR整流之后的正弦半波電壓經(jīng)開(kāi)關(guān)管Q1、峰值限流電阻Rlin1、第三二極管D3、母線電容Cbulk和電感Lb構(gòu)成的回路給電感Lb充電，電感Lb兩端電壓等于輸入電容Cin兩端電壓減去母線電壓Cbulk兩端電壓，流經(jīng)電感Lb的電流iB上升；同時(shí)，母線電容Cbulk經(jīng)開(kāi)關(guān)管Q1、峰值限流電阻Rlim、采樣電阻Rs、變壓器T的原邊繞組Wp構(gòu)成的回路給變壓器T的原邊激磁電感充電，變壓器T的原邊繞組Wp兩端電壓等于母線電容Cbulk兩端電壓，變壓器T的原邊電流iF上升。變壓器T的副邊繞組Ws向輸出電容C。提供負(fù)載電流。
[0167]圖5為圖3所示的集成降壓-反激式高功率因數(shù)恒流裝置在第二工作狀態(tài)時(shí)的等效電路圖，圖中虛線部分表示相應(yīng)的線路和器件不參與工作。在第二工作狀態(tài)，開(kāi)關(guān)管Q1斷開(kāi)，流經(jīng)電感Lb的電流iB經(jīng)第二二極管D2、母線電容Cbulk和電感Lb構(gòu)成的回路續(xù)流，電感Lb兩端電壓等于負(fù)的母線電容Cbulk兩端電壓，電流iu下降；與此同時(shí)，流經(jīng)變壓器T的原邊繞組Wp的電流iF轉(zhuǎn)移到變壓器副邊，變壓器T的副邊繞組Ws、輸出二極管D4和輸出電容C0構(gòu)成的回路續(xù)流，變壓器T的副邊繞組Ws兩端電壓等于負(fù)的輸出電壓，變壓器T的副邊繞組Ws的電流下降。
[0168]第二實(shí)施例
[0169]圖6示出了第二實(shí)施例的集成降壓-反激式高功率因數(shù)恒流裝置，包括集成降壓-反激式高功率因數(shù)恒流電路及與其相連的恒流驅(qū)動(dòng)控制電路301。第二實(shí)施例為第一實(shí)施例的非隔離形式。
[0170]第二實(shí)施例中，集成降壓-反激式高功率因數(shù)恒流電路包括整流橋BR，輸入電容Cin,第一二極管D1、第二二極管D2、第三二極管D3、電感Lb、變壓器Lf、開(kāi)關(guān)管Q1、峰值限流電阻Rlim、采樣電阻Rs、母線電容Cbulk、輸出二極管D4以及輸出電容C。。其中，整流橋BR，輸入電容Cin、開(kāi)關(guān)管Q1、峰值限流電阻Rlim、第二二極管D2、第三二極管D3、電感Lb和母線電容Cbulk構(gòu)成前級(jí)電路；母線電容Cbulk、第一二極管D1、開(kāi)關(guān)管Q1、峰值限流電阻Rlim、采樣電阻Rs、變壓器Lf、輸出二極管D4以及輸出電容C。構(gòu)成后級(jí)電路。母線電容Cbulk、開(kāi)關(guān)管Q1及峰值限流電阻Rlim為兩級(jí)電路的復(fù)用元件。
[0171]進(jìn)一步而言，整流橋BR的輸入端接交流電源信號(hào)Vac并對(duì)其進(jìn)行整流，輸入電容Cin的第一端連接整流橋BR的正輸出端，輸入電容Cin的第二端連接整流橋BR的負(fù)輸出端，第一二極管D1的陰極連接輸入電容Cin的第一端，第二二極管D2的陰極接第一二極管D1的陽(yáng)極，第二二極管D2的陽(yáng)極接輸入電容Cin的第二端，開(kāi)關(guān)管Q1的第一功率端連接第一二極管D1的陰極，其控制端接收外部的驅(qū)動(dòng)信號(hào)；峰值限流電阻Rlim的第一端連接開(kāi)關(guān)管Q1的第二功率端，峰值限流電阻Rlim的第二端連接采樣電阻Rs的第一端；第三二極管D3的陽(yáng)極連接開(kāi)關(guān)管Q1的第二功率端，母線電容Cbulk的第一端接第三二極管隊(duì)的陰極和第一二極管D1的陽(yáng)極，電感Lb的第一端連接輸入電容Cin的第二端；變壓器Lf的主繞組Wp的異名端與采樣電阻Rs的第二端相連，變壓器Lf的主繞組Wp的同名端與電感Lb的第二端以及母線電容Cbulk的第二端相連，變壓器Lf的主繞組Wp的同名端還連接輸出二極管D4的陽(yáng)極，輸出二極管D4的陰極接輸出電容C。的第一端，輸出電容C。的第二端接變壓器Lf的主繞組Wp的異名端，負(fù)載與輸出電容并聯(lián)，負(fù)載和輸出電容C?？梢院戏Q(chēng)為輸出負(fù)載。當(dāng)然，輸出負(fù)載也可以?xún)H包括負(fù)載或者是輸出電容C。。[0172]第二實(shí)施例中，恒流控制驅(qū)動(dòng)電路301的峰值電流限流端Ium接峰值限流電阻Rlim的第一端，恒流控制驅(qū)動(dòng)電路301的電流采樣端CS連接采樣電阻Rs的第一端，恒流控制驅(qū)動(dòng)電路301的地端SGND接采樣電阻Rs的第二端并接到原邊地,恒流控制驅(qū)動(dòng)電路301過(guò)零檢測(cè)端ZCD接變壓器Lf的輔助繞組Wa的同名端，變壓器T的輔助繞組Wa的異名端接原邊地，恒流控制驅(qū)動(dòng)電路301的輸出端PWM接開(kāi)關(guān)管Q1的控制端。
[0173]第二實(shí)施例中，恒流控制驅(qū)動(dòng)電路301根據(jù)電流采樣端CS采樣到的采樣電阻Rs的電流信息以及過(guò)零檢測(cè)端ZCD檢測(cè)到的輸出二極管D4的導(dǎo)通時(shí)間信息(或者說(shuō)是電流過(guò)零信息)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)，該驅(qū)動(dòng)信號(hào)用于控制開(kāi)關(guān)管Q1周期性地導(dǎo)通和截止以實(shí)現(xiàn)輸出負(fù)載電流恒流。與第一實(shí)施例相同，為了限制上電時(shí)的交流輸入的沖擊電流，流經(jīng)開(kāi)關(guān)管Q1的峰值電流信息經(jīng)峰值限流電阻Rlim傳輸?shù)胶懔骺刂乞?qū)動(dòng)電路301的峰值電流限流端Ilim。
[0174]其中，開(kāi)關(guān)管Q1可以是功率MOSFET晶體管，其第一功率端為MOSFET晶體管的漏極，其第二功率端為MOSFET晶體管的源極，其控制端為所述MOSFET晶體管的柵極。或者，開(kāi)關(guān)管Q1也可以是功率三極管，其第一功率端為功率三極管的集電極，其第二功率端為功率三極管的發(fā)射極，其控制端為功率三極管的基極?；蛘撸_(kāi)關(guān)管Q1還可以是組合開(kāi)關(guān)或本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的其他開(kāi)關(guān)管結(jié)構(gòu)。
[0175]參考圖7，圖7為圖6所示集成降壓-反激式高功率因數(shù)恒流裝置在第一工作狀態(tài)時(shí)的等效電路圖，圖中虛線部分表示相關(guān)線路及器件不參與工作。在第一工作狀態(tài)，開(kāi)關(guān)管Q1導(dǎo)通，輸入交流電源信號(hào)\c經(jīng)整流橋BR整流之后的正弦半波電壓經(jīng)開(kāi)關(guān)管Q1、峰值限流電阻Rlin1、第三二極管D3、母線電容Cbulk和電感Lb構(gòu)成的回路給電感Lb充電，電感Lb兩端電壓等于輸入電容Cin兩端電壓減去母線電壓Cbulk兩端電壓，流經(jīng)電感Lb的電流iB上升；同時(shí)，母線電容Cbulk經(jīng)開(kāi)關(guān)管Q1、峰值限流電阻Rlim、采樣電阻Rs、變壓器Lf的原邊繞組Wp構(gòu)成的回路給變壓器Lf的激磁電感充電，變壓器Lf的原邊繞組Wp兩端的電壓等于母線電容Cbulk兩端電壓，變壓器Lf的原邊繞組電流iF上升。在變壓器副邊，輸出電容C。提供負(fù)載電流。
[0176]圖8為圖6所示的集成降壓-反激式高功率因數(shù)恒流裝置在第二工作狀態(tài)時(shí)的等效電路圖，圖中虛線部分表示相應(yīng)的線路和器件不參與工作。在第二工作狀態(tài)，開(kāi)關(guān)管Q1斷開(kāi)，流經(jīng)電感Lb的電流iB經(jīng)第二二極管D2、母線電容Cbulk和電感Lb構(gòu)成的回路續(xù)流，電感Lb兩端電壓等于負(fù)的母線電容Cbulk兩端電壓，電流iB下降；與此同時(shí)，變壓器Lf的原邊繞組電流iF經(jīng)變壓器Lf的原邊繞組Wp、輸出二極管D4和輸出電容C。構(gòu)成的回路續(xù)流，變壓器Lf的原邊繞組兩端電壓等于負(fù)的輸出電壓，變壓器Lf的原邊繞組電流iF下降。
[0177]第三實(shí)施例
[0178]圖3所示的第一實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)在高電壓輸入情況下，電路占空比較小，導(dǎo)致電路效率不高。
[0179]參考圖9，圖9示出了第三實(shí)施例的集成降壓-反激式高功率因數(shù)恒流裝置，包括集成降壓-反激式高功率因數(shù)恒流電路及與其相連的恒流驅(qū)動(dòng)控制電路301。第三實(shí)施例采用耦合電感T1替換圖3所示的第一實(shí)施例中的電感Lb，該耦合電感T1包括耦合的第一繞組和第二繞組，可以拓展電路的占空比，從而提升效率。
[0180]具體而言，第三實(shí)施例的集成降壓-反激式高功率因數(shù)恒流電路包括整流橋BR、
輸入電容Cin，第一二極管D1、第二二極管D2、第三二極管D3、耦合電感T1、變壓器T2、開(kāi)關(guān)管Q1、峰值限流電阻Rlim、采樣電阻Rs、母線電容Cbulk、輸出二極管D4以及輸出電容C。。其中，整流橋BR，輸入電容Cin、開(kāi)關(guān)管Q1、峰值限流電阻Rlim、第二二極管D2、第三二極管D3、耦合電感T1和母線電容Cbulk構(gòu)成前級(jí)電路；母線電容Cbulk、第一二極管D1、開(kāi)關(guān)管Q1、峰值限流電阻Rlim、采樣電阻Rs、變壓器T2、輸出二極管D4以及輸出電容C。構(gòu)成后級(jí)電路。母線電容Cbulk、開(kāi)關(guān)管Q1及峰值限流電阻Rlim為兩級(jí)電路的復(fù)用元件。
[0181]進(jìn)一步而言，整流橋BR的輸入端接交流電源信號(hào)Vac并對(duì)其進(jìn)行整流，輸入電容Cin的第一端連接整流橋BR的正輸出端，輸入電容Cin的第二端連接整流橋BR的負(fù)輸出端，第一二極管D1的陰極連接輸入電容Cin的第一端，第二二極管D2的陰極接第一二極管D1的陽(yáng)極，第二二極管D2的陽(yáng)極接耦合電感T1的第二繞組Nb2的異名端，耦合電感T1的第二繞組Nb2的同名端接耦合電感T1的第一繞組Nbi的同名端，耦合電感T1的第一繞組Nbi的異名端接輸入電容Cin的第二端，開(kāi)關(guān)管Q1的第一功率端連接第一二極管D1的陰極，其控制端接收外部的驅(qū)動(dòng)信號(hào)；峰值限流電阻Rlim的第一端連接開(kāi)關(guān)管Q1的第二功率端，峰值限流電阻Rlim的第二端連接采樣電阻Rs第一端；第三二極管D3的陽(yáng)極連接開(kāi)關(guān)管Q1的第二功率端，母線電容Cbulk的第一端接第三二極管D3的陰極和第一二極管D1的陽(yáng)極，母線電容Cbulk的第二端接第一繞組Nbi的同名端以及第二繞組Nb2的同名端；變壓器T2的原邊繞組Lp的異名端與采樣電阻Rs的第二端相連，變壓器T2的原邊繞組Lp的同名端與耦合電感T1的第二繞組Nb2的同名端以及母線電容Cbulk的第二端相連，變壓器T2的副邊繞組Ls的同名端接輸出二極管D4的陽(yáng)極，輸出二極管D4的陰極接輸出電容C。的第一端，變壓器T2的副邊繞組Ls的異名端接輸出電容C。的第二端,負(fù)載與輸出電容C。并聯(lián),負(fù)載和輸出電容C。可以合稱(chēng)為輸出負(fù)載。當(dāng)然，輸出負(fù)載也可以?xún)H包括負(fù)載或者是輸出電容C。。
[0182]第三實(shí)施例中，恒流控制驅(qū)動(dòng)電路301的峰值電流限流端Ium接峰值限流電阻Rlim的第一端，恒流控制驅(qū)動(dòng)電路301的電流采樣端CS連接采樣電阻Rs的第一端，恒流控制驅(qū)動(dòng)電路301的地端SGND接采樣電阻Rs的第二端并接到原邊地,恒流控制驅(qū)動(dòng)電路301的過(guò)零檢測(cè)端ZCD接變壓器T2的輔助繞組La的同名端，變壓器T的輔助繞組La的異名端接原邊地，恒流控制驅(qū)動(dòng)電路301的輸出端PWM接開(kāi)關(guān)管Q1的控制端。
[0183]第三實(shí)施例中，恒流控制驅(qū)動(dòng)電路301根據(jù)電流采樣端CS采樣到的采樣電阻Rs的電流信息以及過(guò)零檢測(cè)端ZCD檢測(cè)到的輸出二極管D4的導(dǎo)通時(shí)間信息(或者說(shuō)是電流過(guò)零信息)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)，該驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制開(kāi)關(guān)管Q1周期性地導(dǎo)通和截止以實(shí)現(xiàn)輸出負(fù)載電流恒流。
[0184]類(lèi)似地，開(kāi)關(guān)管Q1可以是功率MOSFET晶體管，其第一功率端為MOSFET晶體管的漏極，其第二功率端為MOSFET晶體管的源極，其控制端為所述MOSFET晶體管的柵極?；蛘?，開(kāi)關(guān)管Q1也可以是功率三極管，其第一功率端為功率三極管的集電極，其第二功率端為功率三極管的發(fā)射極，其控制端為功率三極管的基極。或者，開(kāi)關(guān)管Q1還可以是組合開(kāi)關(guān)或本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的其他開(kāi)關(guān)管結(jié)構(gòu)。
[0185]參考圖10，圖10為圖9所示集成降壓-反激式高功率因數(shù)恒流裝置在第一工作狀態(tài)時(shí)的等效電路圖，圖中虛線部分表示相關(guān)線路及器件不參與工作。在第一工作狀態(tài)，開(kāi)關(guān)管Q1導(dǎo)通，輸入交流電源信號(hào)Va。經(jīng)整流橋BR整流之后的正弦半波電壓經(jīng)開(kāi)關(guān)管Q1、峰值限流電阻Rlim、第三二極管D3、母線電容Cbulk和耦合電感T1的第一繞組Nbi構(gòu)成的回路給耦合電感T1充電，耦合電感T1的第一繞組Nbi兩端電壓等于輸入電容Cin兩端電壓減去母線電壓Cbulk兩端電壓，流經(jīng)耦合電感T1的第一繞組Nbi的電流iB上升；同時(shí)，母線電容Cbulk經(jīng)開(kāi)關(guān)管Q1、電阻Rlim、采樣電阻Rs、變壓器T2的原邊繞組Wp構(gòu)成的回路給變壓器T2的激磁電感充電，變壓器T2的原邊繞組Wp兩端電壓等于母線電容Cbulk兩端電壓，變壓器T2的原邊繞組電流iF上升。在變壓器副邊，輸出電容C。提供負(fù)載電流。
[0186]圖11為圖9所示的集成降壓-反激式高功率因數(shù)恒流裝置在第二工作狀態(tài)時(shí)的等效電路圖，圖中虛線部分表示相應(yīng)的線路和器件不參與工作。在第二工作狀態(tài)，開(kāi)關(guān)管Q1斷開(kāi)，流經(jīng)耦合電感T1的第一繞組Nbi的電流iB轉(zhuǎn)移到耦合電感!\的第二繞組Nb2中，并經(jīng)第二二極管D2、母線電容Cbulk構(gòu)成的回路續(xù)流，耦合電感T1的第二繞組Nb2兩端電壓等于負(fù)的母線電容Cbulk兩端電壓；與此同時(shí)，流經(jīng)變壓器T2的原邊繞組Wp的電流iF轉(zhuǎn)移到變壓器副邊，變壓器T2的副邊繞組Ws、輸出二極管D4和輸出電容C。構(gòu)成的回路續(xù)流，變壓器T2的副邊繞組Ws兩端電壓等于負(fù)的輸出電壓，變壓器T2的副邊繞組電流下降。
[0187]第四實(shí)施例
[0188]參考圖12，圖12示出了第四實(shí)施例的集成降壓-反激式高功率因數(shù)恒流裝置，包括集成降壓-反激式高功率因數(shù)恒流電路及與其相連的恒流驅(qū)動(dòng)控制電路301。第四實(shí)施例為第三實(shí)施例的非隔離形式，主要區(qū)別在于變壓器與負(fù)載之間為非隔離形式。
[0189]具體而言，第四實(shí)施例的集成降壓-反激式高功率因數(shù)恒流電路包括整流橋BR、輸入電容Cin，第一二極管D1、第二二極管D2、第三二極管D3、耦合電感T1、變壓器Lf、開(kāi)關(guān)管Q1、峰值限流電阻Rlim、采樣電阻Rs、母線電容Cbulk、輸出二極管D4以及輸出電容C。。其中，整流橋BR，輸入電容Cin、開(kāi)關(guān)管Q1、電阻Rlim、第二二極管D2、第三二極管D3、耦合電感T1和母線電容Cbulk構(gòu)成前級(jí)電路，母線電容Cbulk、第一二極管D1、開(kāi)關(guān)管Q1、峰值限流電阻Rlim、采樣電阻Rs、變壓器Lf、輸出二極管D4以及輸出電容C。構(gòu)成后級(jí)反激式直流-直流變換電路。母線電容Cbulk、開(kāi)關(guān)管 Q1及電阻Rlim為兩級(jí)復(fù)用元件。
[0190]圖13和圖14是圖12所示第四實(shí)施例的兩種工作狀態(tài)，可參照第一實(shí)施例到第二實(shí)施例的演變過(guò)程及工作狀態(tài)描述，這里不再詳細(xì)描述。
[0191]第五實(shí)施例
[0192]參考圖15，圖15示出了第五實(shí)施例的集成降壓-反激式高功率因數(shù)恒流裝置，包括集成降壓-反激式高功率因數(shù)恒流電路及與其相連的恒流驅(qū)動(dòng)控制電路401。
[0193]第五實(shí)施例的集成降壓-反激式高功率因數(shù)恒流電路包括整流橋BR，輸入電容Cin,第一二極管D1、第二二極管D2、第三二極管D3、電感Lb、變壓器T、開(kāi)關(guān)管Q1、峰值限流電阻Rlim、采樣電阻Rs、母線電容Cbulk、輸出二極管D4以及輸出電容C。。其中，整流橋BR，輸入電容Cin、開(kāi)關(guān)管Q1、峰值限流電阻Rlim、第一二極管D1、第三二極管D3、電感Lb和母線電容Cbulk構(gòu)成前級(jí)電路，母線電容Cbulk、第二二極管D2、開(kāi)關(guān)管Q1、峰值限流電阻Rlim、采樣電阻Rs、變壓器T、輸出二極管D4以及輸出電容C。構(gòu)成后級(jí)反激式直流-直流變換電路。母線電容Cbulk、開(kāi)關(guān)管Q1及峰值限流電阻Rlim為兩級(jí)電路復(fù)用的元件。
[0194]其中，交流輸入源Vae接整流橋BR的兩個(gè)輸入端，整流橋BR的正輸出端接輸入電容Cin的第一端和電感Lb的第一端，電感Lb的第二端接變壓器T的原邊繞組Wp的異名端，變壓器T的原邊繞組Wp的同名端接開(kāi)關(guān)管Qs的漏極和第三二極管D3的陰極，開(kāi)關(guān)管Qs的源極接峰值限流電阻Rlim的第一端，峰值限流電阻Rlim的第二端連接采樣電阻Rs的第一端、電容Cin的第二端、整流橋BR的負(fù)輸出端和原邊地，采樣電阻Rs的第二端接第二二極管D2的陽(yáng)極，第二二極管D2的陰極接第一二極管D1的陽(yáng)極、第三二極管D3的陽(yáng)極和母線電容Cbulk的第二端，母線電容Cbulk的第一端連接電感Lb的第二端，第一二極管Dl的陰極連接電感Lb的第一端，變壓器T的副邊繞組Ws的同名端接輸出二極管D4的陽(yáng)極，輸出二極管D4的陰極接輸出電容C。的第一端，變壓器T的副邊繞組Ws的異名端接輸出電容C。的第二端，輸出電容C。配置為與負(fù)載并聯(lián)，負(fù)載和輸出電容C?？梢院戏Q(chēng)為輸出負(fù)載。當(dāng)然，輸出負(fù)載也可以?xún)H包括負(fù)載或者是輸出電容C。。
[0195]第五實(shí)施例中，恒流控制驅(qū)動(dòng)電路401的峰值電流限流端Ium接峰值限流電阻Rlim的第一端，恒流控制驅(qū)動(dòng)電路401的電流采樣端CS連接采樣電阻Rs的第一端，恒流控制驅(qū)動(dòng)電路401的地端SGND接原邊地，恒流控制驅(qū)動(dòng)電路701的過(guò)零檢測(cè)端ZCD接變壓器T的輔助繞組Wa的同名端，變壓器T的輔助繞組Wa的異名端接原邊地，恒流控制驅(qū)動(dòng)電路401的輸出端PWM接開(kāi)關(guān)管Q1的控制端。
[0196]第五實(shí)施例中，恒流控制驅(qū)動(dòng)電路401根據(jù)電流采樣端CS采樣到的采樣電阻Rs的電流信息以及過(guò)零檢測(cè)端ZCD檢測(cè)到的輸出二極管D4的導(dǎo)通時(shí)間信息(或者說(shuō)是電流過(guò)零信息)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)，該驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制開(kāi)關(guān)管Q1周期性地導(dǎo)通和截止以實(shí)現(xiàn)輸出負(fù)載電流恒流。
[0197]需要注意的是，在第五實(shí)施例中，電流采樣端CS采樣到的采樣電阻Rs的電流信息是負(fù)的反激電路的原邊電流信息，因此恒流控制驅(qū)動(dòng)電路401中，該電流信息還需要經(jīng)過(guò)一級(jí)反向電路。此外，在為了限制上電時(shí)的交流輸入的沖擊電流，流經(jīng)開(kāi)關(guān)管Q1的峰值電流信息經(jīng)峰值限流電阻Rlim送到恒流控制驅(qū)動(dòng)電路401的峰值電流限流端Ilim。
[0198]參考圖16，圖16為圖15所示集成降壓_反激式高功率因數(shù)恒流裝置在第一工作狀態(tài)時(shí)的等效電路圖，圖中虛線部分表示相關(guān)線路及器件不參與工作。在第一工作狀態(tài)，開(kāi)關(guān)管Q1導(dǎo)通，輸入交流電源信號(hào)Va。經(jīng)整流橋BR整流之后的正弦半波電壓經(jīng)電感Lb、母線電容Cbulk、第三二極管D3、開(kāi)關(guān)管Q1和峰值限流電阻Rlini構(gòu)成的回路給電感Lb充電，電感Lb兩端電壓等于輸入電容Cin兩端電壓減去母線電壓Cbulk兩端電壓，流經(jīng)電感Lb第一繞組Nbi的電流iB上升；同時(shí)，母線電容Cbulk經(jīng)變壓器T的原邊繞組Wp、開(kāi)關(guān)管Q1、峰值限流電阻Rlim和采樣電阻Rs構(gòu)成的回路給變壓器T的原邊激磁電感充電，變壓器T的原邊繞組Wp兩端電壓等于母線電容Cbulk兩端電壓，變壓器T的原邊繞組電流iF上升。在變壓器副邊，輸出電容C。提供負(fù)載電流。
[0199]圖17為圖16所示的集成降壓-反激式高功率因數(shù)恒流裝置在第二工作狀態(tài)時(shí)的等效電路圖，圖中虛線部分表示相應(yīng)的線路和器件不參與工作。在第二工作狀態(tài)，開(kāi)關(guān)管Q1斷開(kāi)，流經(jīng)電感Lb的電流iB經(jīng)第一二極管D1、母線電容Cbulk構(gòu)成的回路續(xù)流，電感Lb的兩端電壓等于負(fù)的母線電容Cbulk兩端電壓；與此同時(shí)，流經(jīng)變壓器T的原邊繞組Wp的電流iF轉(zhuǎn)移到變壓器副邊，經(jīng)變壓器T的副邊繞組Ws、輸出二極管D4和輸出電容C。構(gòu)成的回路續(xù)流，變壓器T的副邊繞組兩端電壓等于負(fù)的輸出電壓，變壓器T的副邊繞組電流下降。
[0200]第六實(shí)施例
[0201]參考圖18，圖18所示為第六實(shí)施例的集成降壓-反激式高功率因數(shù)恒流裝置的結(jié)構(gòu)框圖。第六實(shí)施例與第五實(shí)施例相比，主要區(qū)別在于第六實(shí)施例中變壓器與負(fù)載的耦合方式為非隔離形式。
[0202]具體而言，第六實(shí)施例的集成降壓-反激式高功率因數(shù)恒流電路包括整流橋BR，輸入電容Cin,第一二極管D1、第二二極管D2、第三二極管D3、電感Lb、變壓器Lf、開(kāi)關(guān)管Q1、峰值限流電阻Rlim、采樣電阻Rs、母線電容Cbulk、輸出二極管D4以及輸出電容C。。其中，整流橋BR，輸入電容Cin、開(kāi)關(guān)管Q1、峰值限流電阻Rlim、第一二極管D1、第三二極管D3、電感Lb和母線電容Cbulk構(gòu)成前級(jí)電路；母線電容Cbulk、第二二極管D2、開(kāi)關(guān)管Q1、峰值限流電阻Rlim、采樣電阻Rs、變壓器Lf、輸出二極管D4以及輸出電容C。構(gòu)成后級(jí)電路。母線電容Cbulk、開(kāi)關(guān)管Q1及峰值限流電阻Rlim為兩級(jí)電路的復(fù)用元件。
[0203]第六實(shí)施例的集成降壓-反激式高功率因數(shù)恒流裝置包括集成降壓-反激式高功率因數(shù)恒流電路及與其相連的恒流驅(qū)動(dòng)控制電路401。圖19和圖20是圖18所示為第六實(shí)施例的兩種工作狀態(tài)，可參照第一實(shí)施例到第二實(shí)施例的演變過(guò)程及工作狀態(tài)描述，這里不再詳細(xì)描述。
[0204]上述多個(gè)實(shí)施例中，恒流控制驅(qū)動(dòng)電路的電流采樣端CS連接采樣電阻Rs的第一端，采樣電阻Rs的第二端接原邊地。作為本專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知道，將恒流控制驅(qū)動(dòng)電路的電流采樣端CS連接采樣電阻Rs的第二端，而采樣電阻Rs的第一端接原邊地，然后在恒流控制驅(qū)動(dòng)電路中對(duì)采樣的電流信號(hào)進(jìn)行反向，可獲得與上述各個(gè)實(shí)施例同樣的功能。
[0205]另外，需要說(shuō)明的是，雖然以上六個(gè)實(shí)施例中都是通過(guò)恒流控制驅(qū)動(dòng)電路都具有過(guò)零檢測(cè)端，用于獲得輸出二極管的導(dǎo)通時(shí)間信息。但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)集成降壓-反激式高功率因數(shù)恒流裝置工作在如定頻等工作模式時(shí)，恒流控制驅(qū)動(dòng)電路也可以不需要具備過(guò)零檢測(cè)端。
[0206]此外，雖然上述六個(gè)實(shí)施例中的恒流控制驅(qū)動(dòng)電路都具有峰值電流限流端，用于獲取峰值電流信息。但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，該峰值電流限流端以及相應(yīng)的峰值限流電阻是可選的。
[0207]綜上，本實(shí)用新型的集成降壓-反激式高功率因數(shù)恒流電路及裝置具有如下優(yōu) 占-
^ \\\.[0208](I)本實(shí)用新型實(shí)施例的高功率因數(shù)恒流電路為準(zhǔn)單級(jí)結(jié)構(gòu)，相比兩級(jí)式結(jié)構(gòu)，電路結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，有利于降低電路成本；相比單級(jí)式結(jié)構(gòu)，大大降低了輸出負(fù)載的紋波電流，無(wú)頻閃；
[0209](2)本實(shí)用新型實(shí)施例的高功率因數(shù)恒流電路中，前級(jí)電路為降壓型電路，相比其它拓?fù)淇梢垣@得較聞效率；
[0210](3)本實(shí)用新型實(shí)施例的高功率因數(shù)恒流電路及裝置采用原邊恒流控制，可以?xún)H通過(guò)采樣變壓器的原邊繞組電流信號(hào)即可實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出負(fù)載電流的恒流控制，有利于進(jìn)一步降低電路成本。
[0211]本實(shí)用新型雖然以較佳實(shí)施例公開(kāi)如上，但其并不是用來(lái)限定本實(shí)用新型，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，都可以做出可能的變動(dòng)和修改，因此本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以本實(shí)用新型權(quán)利要求所界定的范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種集成降壓-反激式高功率因數(shù)恒流電路，其特征在于，包括相互耦合的前級(jí)電路和后級(jí)電路，其中， 該前級(jí)電路為用于實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)校正的降壓電路； 該后級(jí)電路為用于實(shí)現(xiàn)直流-直流變換的反激式變換電路； 其中，該前級(jí)電路和后級(jí)電路共用同一個(gè)開(kāi)關(guān)管以及母線電容。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成降壓-反激式高功率因數(shù)恒流電路，其特征在于，所述前級(jí)電路包括: 輸入電容，其第一端連接正輸入端，其第二端連接負(fù)輸入端； 所述開(kāi)關(guān)管，其第一功率端連接所述輸入電容的第一端，其控制端接收外部的驅(qū)動(dòng)信號(hào); 第二二極管，其陽(yáng)極連接所述輸入電容的第二端； 第三二極管，其陽(yáng)極與所述開(kāi)關(guān)管的第二功率端耦合，其陰極連接所述第二二極管的陰極； 所述母線電容，其第一端連接所述第三二極管的陰極和第二二極管的陰極； 電感，其第一端連接所述輸入電容的第二端，其第二端連接所述母線電容的第二端； 所述后級(jí)電路包括: 所述母線電容； 所述開(kāi)關(guān)管； 第一二極管，其陰極連接所述開(kāi)關(guān)管的第一功率端，其陽(yáng)極連接所述母線電容的第一端; 采樣電阻，其第一端與所述開(kāi)關(guān)管的第二功率端耦合； 變壓器，其原邊繞組的異名端連接所述采樣電阻的第二端，其原邊繞組的同名端連接所述母線電容的第二端； 輸出二極管，其陽(yáng)極連接所述變壓器的副邊繞組的同名端，其陰極以及該副邊繞組的異名端作為負(fù)載接入端口。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的集成降壓-反激式高功率因數(shù)恒流電路，其特征在于，所述后級(jí)電路還包括: 輸出負(fù)載，其第一端連接所述輸出二極管的陰極，其第二端連接所述變壓器的副邊繞組的異名端，所述輸出負(fù)載為輸出電容、負(fù)載或者輸出電容與負(fù)載的并聯(lián)中的任意一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成降壓-反激式高功率因數(shù)恒流電路，其特征在于，所述前級(jí)電路包括: 輸入電容，其第一端連接正輸入端，其第二端連接負(fù)輸入端； 所述開(kāi)關(guān)管，其第一功率端連接所述輸入電容的第一端，其控制端接收外部的驅(qū)動(dòng)信號(hào); 第二二極管，其陽(yáng)極連接所述輸入電容的第二端； 第三二極管，其陽(yáng)極與所述開(kāi)關(guān)管的第二功率端耦合，其陰極連接所述第二二極管的陰極； 所述母線電容，其第一端連接所述第三二極管的陰極和第二二極管的陰極； 電感，其第一端連接所述輸入電容的 第二端，其第二端連接所述母線電容的第二端；所述后級(jí)電路包括: 所述母線電容； 所述開(kāi)關(guān)管； 第一二極管，其陰極連接所述開(kāi)關(guān)管的第一功率端，其陽(yáng)極連接所述母線電容的第一端; 采樣電阻，其第一端與所述開(kāi)關(guān)管的第二功率端耦合； 變壓器，其原邊繞組的異名端連接所述采樣電阻的第二端，其原邊繞組的同名端連接所述母線電容的第二端； 輸出二極管，其陽(yáng)極連接所述變壓器的原邊繞組的同名端，其陰極以及該原邊繞組的異名端作為負(fù)載接入端口。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的集成降壓-反激式高功率因數(shù)恒流電路，其特征在于，所述后級(jí)電路還包括: 輸出負(fù)載，其第一端連接所述變壓器的原邊繞組的異名端，其第二端連接所述輸出二極管的陰極，所述輸出負(fù)載為輸出電容、負(fù)載或者輸出電容與負(fù)載的并聯(lián)中的任意一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所 述的集成降壓-反激式高功率因數(shù)恒流電路，其特征在于，所述前級(jí)電路包括: 輸入電容，其第一端連接正輸入端，其第二端連接負(fù)輸入端； 所述開(kāi)關(guān)管，其第一功率端連接所述輸入電容的第一端，其控制端接收外部的驅(qū)動(dòng)信號(hào); 第三二極管，其陽(yáng)極與所述開(kāi)關(guān)管的第二功率端耦合； 第二二極管，其陰極連接所述第三二極管的陰極； 電感，包括耦合的第一繞組和第二繞組，該第一繞組的異名端連接所述輸入電容的第二端，該第二繞組的同名端連接所述第一繞組的同名端，該第二繞組的異名端連接所述第二二極管的陽(yáng)極； 所述母線電容，其第一端連接所述第三二極管的陰極和第二二極管的陰極，其第二端連接所述第一繞組和第二繞組的同名端； 所述后級(jí)電路包括: 所述母線電容； 所述開(kāi)關(guān)管； 第一二極管，其陰極連接所述開(kāi)關(guān)管的第一功率端，其陽(yáng)極連接所述母線電容的第一端; 采樣電阻，其第一端與所述開(kāi)關(guān)管的第二功率端耦合； 變壓器，其原邊繞組的異名端連接所述采樣電阻的第二端，其原邊繞組的同名端連接所述母線電容的第二端； 輸出二極管，其陽(yáng)極連接所述變壓器的副邊繞組的同名端，其陰極以及該副邊繞組的異名端作為負(fù)載接入端口。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的集成降壓-反激式高功率因數(shù)恒流電路，其特征在于，所述后級(jí)電路還包括: 輸出負(fù)載，其第一端連接所述輸出二極管的陰極，其第二端連接所述副邊繞組的異名端，所述輸出負(fù)載為輸出電容、負(fù)載或者輸出電容與負(fù)載的并聯(lián)中的任意一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成降壓-反激式高功率因數(shù)恒流電路，其特征在于，所述前級(jí)電路包括: 輸入電容，其第一端連接正輸入端，其第二端連接負(fù)輸入端； 所述開(kāi)關(guān)管，其第一功率端連接所述輸入電容的第一端，其控制端接收外部的驅(qū)動(dòng)信號(hào); 第三二極管，其陽(yáng)極與所述開(kāi)關(guān)管的第二功率端耦合； 第二二極管，其陰極連接所述第三二極管的陰極； 電感，包括耦合的第一繞組和第二繞組，該第一繞組的異名端連接所述輸入電容的第二端，該第二繞組的同名端連接所述第一繞組的同名端，該第二繞組的異名端連接所述第二二極管的陽(yáng)極； 所述母線電容，其第一端連接所述第三二極管的陰極和第二二極管的陰極，其第二端連接所述第一繞組和第二繞組的同名端； 所述后級(jí)電路包括: 所述母線電容； 所述開(kāi)關(guān)管； 第一二極管，其陰極連接所述開(kāi)關(guān)管的第一功率端，其陽(yáng)極連接所述母線電容的第一端; 采樣電阻，其第一端與所述開(kāi)關(guān)管的第二功率端耦合； 變壓器，其原邊繞組的異名端連接所述采樣電阻的第二端，其原邊繞組的同名端連接所述母線電容的第二端； 輸出二極管，其陽(yáng)極連接所述變壓器的原邊繞組的同名端，其陰極以及該原邊繞組的異名端作為負(fù)載接入端口。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的集成降壓-反激式高功率因數(shù)恒流電路，其特征在于，所述后級(jí)電路還包括: 輸出負(fù)載，其第一端連接所述原邊繞組的異名端，其第二端連接所述輸出二極管的陰極，所述輸出負(fù)載為輸出電容、負(fù)載或者輸出電容與負(fù)載的并聯(lián)中的任意一種。
10.根據(jù)權(quán)利要求2至9中任一項(xiàng)所述的集成降壓-反激式高功率因數(shù)恒流電路，其特征在于，所述前級(jí)電路和后級(jí)電路還包括峰值限流電阻，所述第三二極管的陽(yáng)極以及所述采樣電阻的第一端經(jīng)由所述峰值限流電阻與所述開(kāi)關(guān)管的第二功率端相連，該峰值限流電阻的第一端連接所述開(kāi)關(guān)管的第二功率端，該峰值限流電阻的第二端連接所述第三二極管的陽(yáng)極。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成降壓-反激式高功率因數(shù)恒流電路，其特征在于，所述前級(jí)電路包括: 輸入電容，其第一端連接正輸入端，其第二端連接負(fù)輸入端； 第一二極管，其陰極連接所述輸入電容的第一端； 第三二極管，其陽(yáng)極連接所述第一二極管的陽(yáng)極； 電感，其第一端連接所述輸入電容的第一端； 所述母線電容，其第一端連接所述電感的第二端，其第二端連接所述第一二極管和第三二極管的陽(yáng)極； 所述開(kāi)關(guān)管，其第一功率端連接所述第三二極管的陰極，其第二功率端與所述輸入電容的第二端耦合，其控制端接收外部的驅(qū)動(dòng)信號(hào)； 所述后級(jí)電路包括: 所述母線電容； 所述開(kāi)關(guān)管； 第二二極管，其陰極連接所述母線電容的第二端； 采樣電阻，其第一端與所述第二二極管的陽(yáng)極，其第二端與所述開(kāi)關(guān)管的第二功率端率禹合; 變壓器，其原邊繞組的異名端連接所述母線電容的第一端，其原邊繞組的同名端連接所述開(kāi)關(guān)管的第一功率端； 輸出二極管，其陽(yáng)極連接所述變壓器的副邊繞組的同名端，其陰極以及該副邊繞組的異名端作為負(fù)載接入端口。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的集成降壓-反激式高功率因數(shù)恒流電路，其特征在于，所述后級(jí)電路還包括: 輸出負(fù)載，其第一端連接所述輸出二極管的陰極，其第二端連接所述副邊繞組的異名端，所述輸出負(fù)載為輸出電容、負(fù)載或者輸出電容與負(fù)載的并聯(lián)中的任意一種。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所 述的集成降壓-反激式高功率因數(shù)恒流電路，其特征在于，所述前級(jí)電路包括: 輸入電容，其第一端連接正輸入端，其第二端連接負(fù)輸入端； 第一二極管，其陰極連接所述輸入電容的第一端； 第三二極管，其陽(yáng)極連接所述第一二極管的陽(yáng)極； 電感，其第一端連接所述輸入電容的第一端； 所述母線電容，其第一端連接所述電感的第二端，其第二端連接所述第一二極管和第三二極管的陽(yáng)極； 所述開(kāi)關(guān)管，其第一功率端連接所述第三二極管的陰極，其第二功率端與所述輸入電容的第二端耦合，其控制端接收外部的驅(qū)動(dòng)信號(hào)； 所述后級(jí)電路包括: 所述母線電容； 所述開(kāi)關(guān)管； 第二二極管，其陰極連接所述母線電容的第二端； 采樣電阻，其第一端與所述第二二極管的陽(yáng)極，其第二端與所述開(kāi)關(guān)管的第二功率端率禹合; 變壓器，其原邊繞組的異名端連接所述母線電容的第一端，其原邊繞組的同名端連接所述開(kāi)關(guān)管的第一功率端； 輸出二極管，其陽(yáng)極連接所述變壓器的原邊繞組的同名端，其陰極以及該原邊繞組的異名端作為負(fù)載接入端口。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的集成降壓-反激式高功率因數(shù)恒流電路，其特征在于，所述后級(jí)電路還包括:輸出負(fù)載，其第一端連接所述輸出二極管的陰極，其第二端連接所述變壓器的副邊繞組的異名端，所述輸出負(fù)載為輸出電容、負(fù)載或者輸出電容與負(fù)載的并聯(lián)中的任意一種。
15.根據(jù)權(quán)利要求11至14中任一項(xiàng)所述的集成降壓-反激式高功率因數(shù)恒流電路，其特征在于，所述前級(jí)電路和后級(jí)電路還包括峰值限流電阻，所述采樣電阻的第二端以及所述輸入電容的第二端經(jīng)由該峰值限流電阻與所述開(kāi)關(guān)管的第二功率端連接，該峰值限流電阻的第一端連接所述輸入電容的第二端以及所述采樣電阻的第二端，該峰值限流電阻的第二端連接所述開(kāi)關(guān)管的第二功率端。
16.根據(jù)權(quán)利要求2至9、11至14中任一項(xiàng)所述的集成降壓-反激式高功率因數(shù)恒流電路，其特征在于，還包括: 整流橋，對(duì)輸入的交流電源信號(hào)整流，其正輸出端連接所述正輸入端，其負(fù)輸出端連接所述負(fù)輸入端。
17.根據(jù)權(quán)利要求1至9、11至14中任一項(xiàng)所述的集成降壓-反激式高功率因數(shù)恒流電路，其特征在于，所述開(kāi)關(guān)管為功率MOSFET晶體管，所述第一功率端為所述MOSFET晶體管的漏極，所述第二功率端為所述MOSFET晶體管的源極，所述控制端為所述MOSFET晶體管的柵極。
18.根據(jù)權(quán)利要求1至9、11至14中任一項(xiàng)所述的集成降壓-反激式高功率因數(shù)恒流電路，其特征在于，所述開(kāi)關(guān)管為功率三極管，所述第一功率端為所述功率三極管的集電極，所述第二功率端為所述功率三極管的發(fā)射極，所述控制端為所述功率三極管的基極。
19.根據(jù)權(quán)利要求1至9、11至14中任一項(xiàng)所述的集成降壓-反激式高功率因數(shù)恒流電路，其特征在于， 所述開(kāi)關(guān)管為組合開(kāi)關(guān)。
20.一種集成降壓-反激式高功率因數(shù)恒流裝置，其特征在于，包括: 權(quán)利要求2至19中任一項(xiàng)所述的集成降壓-反激式高功率因數(shù)恒流電路； 恒流控制驅(qū)動(dòng)電路，其電流采樣端采樣獲得所述采樣電阻的電流信息，其所述恒流控制驅(qū)動(dòng)電路根據(jù)所述采樣電阻的電流信息產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)，所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)傳輸至所述開(kāi)關(guān)管的控制端。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的集成降壓-反激式高功率因數(shù)恒流裝置，其特征在于，所述恒流控制驅(qū)動(dòng)電路的電流采樣端連接所述采樣電阻的第一端，所述采樣電阻的第二端接原邊地；或者，所述恒流控制驅(qū)動(dòng)電路的電流采樣端連接所述采樣電阻的第二端，所述采樣電阻的第一端接原邊地。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的集成降壓-反激式高功率因數(shù)恒流裝置，其特征在于，所述恒流控制驅(qū)動(dòng)電路還具有過(guò)零檢測(cè)端，該過(guò)零檢測(cè)端獲得所述輸出二極管的導(dǎo)通時(shí)間信息，所述恒流控制驅(qū)動(dòng)電路根據(jù)所述電流信息和導(dǎo)通時(shí)間信息產(chǎn)生該驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的集成降壓-反激式高功率因數(shù)恒流裝置，其特征在于，所述變壓器還包括輔助繞組，所述變壓器的輔助繞組的異名端接原邊地，所述變壓器的輔助繞組的同名端連接所述恒流控制驅(qū)動(dòng)電路的過(guò)零檢測(cè)端。
24.根據(jù)權(quán)利要求20所述的集成降壓-反激式高功率因數(shù)恒流裝置，其特征在于，所述集成降壓-反激式高功率因數(shù)恒流電路為權(quán)利要求10或15所述的電路，所述恒流控制驅(qū)動(dòng)電路還具有峰值電流限流端，該峰值電流限流端與所述峰值限流電阻的第一端相連以獲得峰值電流信息，所述恒流控制驅(qū)動(dòng)電路根據(jù)所述電流信息和峰值電流信息產(chǎn)生所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
【文檔編號(hào)】H02M3/07GK203617902SQ201320804625
【公開(kāi)日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2013年12月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月9日
【發(fā)明者】謝小高, 葉美盼, 汪丞輝, 蔡擁軍 申請(qǐng)人:杭州士蘭微電子股份有限公司