專利名稱：一種擴展pfc功率的電路及一種pfc電路的制作方法
一種擴展PFC功率的電路及一種PFC電路本發(fā)明涉及開關電源，尤其涉及一種擴展PFC功率的電路及一種PFC電路。 [背景技術]隨著開關電源技術的發(fā)展，由于輸入諧波電流限制，PFC (power factor correction，功率因數校正)電路成為開關電源中不可缺少的一個部分，常用的模式是 CRM(critical Mode，臨界連續(xù))和 CCM(continues current Mode，連續(xù)電流)模式。CRM模式控制簡單方便，效率較高，但該電路處理的功率較小，一般小于300w ；如果超出該功率范圍，傳統(tǒng)意義上講，將不能再采用CRM模式控制的方案，而須采用CCM控制的方案；CCM模式采用平均電流控制，可以處理更大的功率，但其主功率管開通時，PFC 二極管的反向恢復造成很多問題，如效率降低，EMC等問題。本發(fā)明提供了一種擴展PFC功率的電路及一種PFC電路，其能擴展PFC電路在CRM 模式下的功率，保持CRM模式的優(yōu)點。本發(fā)明的技術方案是一種PFC電路，包括整流橋和控制芯片，整流橋的負極輸出端接地，還包括至少兩個PFC支路和充電電容，每個PFC支路包括第一電感、MOS管和第一二極管；在每個PFC支路里，第一電感的一端與整流橋的正極輸出端連接，第一電感的另一端分別與MOS管的漏極、第一二極管的正極連接，第一二極管的負極分別與充電電容的正極、控制芯片的反饋端連接，充電電容的負極接地；MOS管的源極通過采樣電阻接地，MOS 管的柵極與控制芯片的驅動信號端連接，MOS管的源極和采樣電阻的連接點通過相應的限流電阻與控制芯片的電流檢測端連接，第一電感的檢測端通過第二二極管與控制芯片的電流過零檢測端連接，其中，第一電感的檢測端與第二二極管的正極連接；在一個周期里，開始時控制芯片向每個MOS管的柵極輸出高電平信號，每個MOS管導通；在控制芯片檢測到流經采樣電阻的電流大于預定值時，向每個MOS管的柵極輸出低電平信號，每個MOS管關閉，在每個PFC支路里，電流經第一電感、第一二極管對充電電容充電；在控制芯片檢測到第一電感里的電流降到0時，向每個MOS管的柵極輸出高電平信號。一種擴展PFC功率的電路，包括控制芯片、至少兩個PFC支路和充電電容，每個 PFC支路包括第一電感、MOS管和第一二極管；在每個PFC支路里，第一電感的一端與整流橋的正極輸出端連接，第一電感的另一端分別與MOS管的漏極、第一二極管的正極連接，第一二極管的負極分別與充電電容的正極、控制芯片的反饋端連接，充電電容的負極接地；MOS管的源極通過采樣電阻接地，MOS 管的柵極與控制芯片的驅動信號端連接，MOS管的源極和采樣電阻的連接點通過相應的限流電阻與控制芯片的電流檢測端連接，第一電感的檢測端通過第二二極管與控制芯片的電流過零檢測端連接，其中，第一電感的檢測端與第二二極管的正極連接；
在一個周期里，開始時控制芯片向每個MOS管的柵極輸出高電平信號，每個MOS管導通；在控制芯片檢測到流經采樣電阻的電流大于預定值時，向每個MOS管的柵極輸出低電平信號，每個MOS管關閉，在每個PFC支路里，電流經第一電感、第一二極管對充電電容充電；在控制芯片檢測到第一電感里的電流降到0時，向每個MOS管的柵極輸出高電平信號。本發(fā)明的PFC電路及擴展PFC功率的電路，包括至少兩個PFC支路，通過控制芯片控制各個PFC支路工作，使得整個PFC電路的處理功率相當于各個PFC支路處理功率的總和，成功擴展了 PFC電路的功率，使得PFC電路在處理功率大于300w的情況下可以繼續(xù)使用CRM模式控制，保持CRM模式控制簡單方便、效率較高的優(yōu)點。

圖1是本發(fā)明PFC電路在一實施例中的電路原理圖；圖2是本發(fā)明PFC電路中的控制芯片在一實施例中的結構圖；圖3是本發(fā)明PFC電路中的控制芯片在另一實施例中的結構圖。下面結合附圖對本發(fā)明的具體實施例做一詳細的闡述。實施例一該實施例中，本發(fā)明的PFC電路，如圖1和2，包括整流橋BRGl和控制芯片，交流輸入經整流橋整流輸入，整流橋的左端設有火線L和零線N，BRGl的負極輸出端接地；另外還包括兩個PFC支路(需要說明的是該實施例中只是示出了 2個PFC支路，具體實施時可以根據需要進行添加)和電容C3，第一個PFC支路包括電感L1、M0S管Ql和二極管D1，第二個PFC支路包括電感L2、M0S管Q2和二極管D2 ；電感Ll和電感L2的一端分別與整流橋BRGl的正極輸出端連接，電感Ll的另一端分別與MOS管Ql的漏極、二極管Dl的正極連接，二極管Dl的負極分別與電容C3的正極、電容C3電壓經電阻分壓后接控制芯片的反饋端Vf，控制芯片通過該反饋端進行PFC電壓控制，電容C3的負極接地，MOS管Ql的源極通過采樣電阻Rl接地，MOS管Ql的柵極與控制芯片的驅動信號端DRVl連接，MOS管Ql的源極和采樣電阻Rl的連接點ISl通過限流電阻R3與控制芯片的電流檢測端IS連接，電感Ll的檢測端ZCDl通過二極管D3與控制芯片的電流過零檢測端ZCD連接，其中，電感Ll的檢測端ZCDl與二極管D3的正極連接，二極管D3的負極與控制芯片的電流過零檢測端Z⑶連接；電感L2的另一端分別與MOS管Q2的漏極、二極管D2的正極連接，二極管D2的負極分別與電容C3的正極、控制芯片的反饋端Vf連接，電容C3的負極接地，MOS管Q2的源極通過采樣電阻R2接地，MOS管Q2的柵極與控制芯片的驅動信號端DRV2連接，MOS管Q2的源極和采樣電阻R2的連接點IS2通過限流電阻R4與控制芯片的電流檢測端IS連接，電感L2的檢測端Z⑶2通過二極管D4與控制芯片的電流過零檢測端Z⑶連接，其中，電感L2的檢測端ZCD2與二極管D4的正極連接，二極管D4的負極與控制芯片的電流過零檢測端ZCD連接。本發(fā)明PFC電路的具體工作原理是在一個周期里，開始時控制芯片向每個MOS管的柵極輸出高電平信號，每個MOS管導通，在每個PFC支路里，電流經電感、MOS管再返回到地，電感中的電流線性增大，通過采樣電阻檢測流經電感的電流；在控制芯片檢測到流經采樣電阻(相對于電感里的電流)的電流大于預定值(該預定值根據實際需要進行設置)時，向每個MOS管的柵極輸出低電平信號，每個MOS管關閉，在每個PFC支路里，電流經電感、二極管對充電電容充電，流經電感中的電流線性減?。辉诳刂菩酒瑱z測到電感里的電流降到0時，向每個MOS管的柵極輸出高電平信號。其中，在整流橋BRGl的正極輸出端和負極輸出端之間連接有電容C10，起到濾波處理作用。另外，為保證各個PFC支路互相不干擾，如圖1中，第一個PFC支路包括濾波電容Cl和濾波電感L10，濾波電感LlO連接在整流橋BRGl的正極輸出端和電感Ll之間，濾波電容Cl連接在濾波電感LlO和電感Ll的連接點與整流橋BRGl的負極輸出端之間。第二個PFC支路包括濾波電容C2和濾波電感L20，濾波電感L20連接在整流橋BRGl的正極輸出端和電感L2之間，濾波電容C2連接在濾波電感L20和電感L2的連接點與整流橋BRGl的負極輸出端之間。其中，控制芯片在控制各個PFC支路時，可以只檢測流經采樣電阻Rl或R2的電流，及電感Ll或L2中的電流，即只檢測其中一個PFC支路；對該兩個PFC支路中的MOS管Ql和Q2采用同一個驅動信號進行驅動。這樣控制比較簡單，方便。另外，也可以同時檢測兩個PFC支路，對于電感Ll和L2中的電流，采用二極管D3和D4取電平最高的信號，對于電流信號，采用不同的限流電阻R3和R4接入到控制芯片的電流檢測端，如圖2所示；也可以只檢測電感Ll或L2中的電流，對于電流信號，檢測采樣電阻Rl和R2中的總電流，如圖3所示，此時兩個PFC支路里的MOS管的源極和采樣電阻的連接點分別連接，即連接點ISl和IS2相連接。實施例二該實施例公開了一種擴展PFC功率的電路，如圖1和2，包括控制芯片、兩個PFC支路和電容C3，其中，控制芯片和兩個PFC支路及電容C3的連接關系及工作原理與實施例一相同，再次不贅述。以上所述的本發(fā)明實施方式，并不構成對本發(fā)明保護范圍的限定。任何在本發(fā)明的精神和原則之內所作的修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的權利要求保護范圍之內。
權利要求
1.一種PFC電路，包括整流橋和控制芯片，整流橋的負極輸出端接地，其特征在于還包括至少兩個PFC支路和充電電容，每個PFC支路包括第一電感、MOS管和第一二極管；在每個PFC支路里，第一電感的一端與整流橋的正極輸出端連接，第一電感的另一端分別與MOS管的漏極、第一二極管的正極連接，第一二極管的負極分別與充電電容的正極、 控制芯片的反饋端連接，充電電容的負極接地；MOS管的源極通過采樣電阻接地，MOS管的柵極與控制芯片的驅動信號端連接，MOS管的源極和采樣電阻的連接點通過相應的限流電阻與控制芯片的電流檢測端連接，第一電感的檢測端通過第二二極管與控制芯片的電流過零檢測端連接，其中，第一電感的檢測端與第二二極管的正極連接；在一個周期里，開始時控制芯片向每個MOS管的柵極輸出高電平信號，每個MOS管導通；在控制芯片檢測到流經采樣電阻的電流大于預定值時，向每個MOS管的柵極輸出低電平信號，每個MOS管關閉，在每個PFC支路里，電流經第一電感、第一二極管對充電電容充電；在控制芯片檢測到第一電感里的電流降到0時，向每個MOS管的柵極輸出高電平信號。
2.根據權利要求1所述的PFC電路，其特征在于整流橋的正極輸出端和負極輸出端之間連接有第一電容。
3.根據權利要求1或2所述的PFC電路，其特征在于每個PFC支路還包括濾波電容和濾波電感，濾波電感連接在整流橋的正極輸出端和第一電感之間，濾波電容連接在濾波電感和第一電感的連接點與整流橋的負極輸出端之間。
4.根據權利要求3所述的PFC電路，其特征在于各個PFC支路里的MOS管的源極和采樣電阻的連接點分別連接。
5.一種擴展PFC功率的電路，其特征在于，包括控制芯片、至少兩個PFC支路和充電電容，每個PFC支路包括第一電感、MOS管和第一二極管；在每個PFC支路里，第一電感的一端與整流橋的正極輸出端連接，第一電感的另一端分別與MOS管的漏極、第一二極管的正極連接，第一二極管的負極分別與充電電容的正極、 控制芯片的反饋端連接，充電電容的負極接地；MOS管的源極通過采樣電阻接地，MOS管的柵極與控制芯片的驅動信號端連接，MOS管的源極和采樣電阻的連接點通過相應的限流電阻與控制芯片的電流檢測端連接，第一電感的檢測端通過第二二極管與控制芯片的電流過零檢測端連接，其中，第一電感的檢測端與第二二極管的正極連接；在一個周期里，開始時控制芯片向每個MOS管的柵極輸出高電平信號，每個MOS管導通；在控制芯片檢測到流經采樣電阻的電流大于預定值時，向每個MOS管的柵極輸出低電平信號，每個MOS管關閉，在每個PFC支路里，電流經第一電感、第一二極管對充電電容充電；在控制芯片檢測到第一電感里的電流降到0時，向每個MOS管的柵極輸出高電平信號。
6.根據權利要求5所述的擴展PFC功率的電路，其特征在于每個PFC支路還包括濾波電容和濾波電感，濾波電感連接在整流橋的正極輸出端和第一電感之間，濾波電容連接在濾波電感和第一電感的連接點與整流橋的負極輸出端之間。
7.根據權利要求5或6所述的擴展PFC功率的電路，其特征在于各個PFC支路里的 MOS管的源極和采樣電阻的連接點分別連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種擴展PFC功率的電路及一種PFC電路，所述PFC電路包括整流橋和控制芯片、至少兩個PFC支路和充電電容，整流橋的負極輸出端接地，每個PFC支路包括第一電感、MOS管和第一二極管；在每個PFC支路里，第一電感的一端與整流橋的正極輸出端連接，第一電感的另一端分別與MOS管的漏極、第一二極管的正極連接，第一二極管的負極分別與充電電容的正極、控制芯片的反饋端連接；MOS管的源極通過采樣電阻接地，MOS管的柵極與控制芯片的驅動信號端連接。本發(fā)明成功擴展了PFC電路的功率，使得PFC電路在處理功率大于300w的情況下可以繼續(xù)使用CRM模式控制，保持CRM模式控制簡單方便、效率較高的優(yōu)點。
文檔編號H02M1/42GK102570791SQ20121000216
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月5日 優(yōu)先權日2012年1月5日
發(fā)明者阮世良 申請人:深圳市高斯寶電氣技術有限公司