專利名稱：電壓切換電路及采用該電路的功率因數(shù)校正電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及功率因數(shù)校正電路，尤其涉及一種電壓切換電路及采用該電路的功率因數(shù)校正電路。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的用于電子設(shè)備前端的二極管整流器，作為一個(gè)諧波電流源，干擾電網(wǎng)線電壓，產(chǎn)生向四周輻射和沿導(dǎo)線傳播的電磁干擾，導(dǎo)致電源的利用效率下降。近幾年來，為了符合國際電工委員會(huì)61000-3-2的諧波準(zhǔn)則，功率因數(shù)校正電路正越來越引起人們的注意。功率因數(shù)校正技術(shù)從早期的無源電路發(fā)展到現(xiàn)在的有源電路；從傳統(tǒng)的線性控制方法發(fā)展到非線性控制方法，新的拓?fù)浜图夹g(shù)不斷涌現(xiàn)。
功率因數(shù)校正電路分為有源和無源兩類。無源校正電路通常由大容量的電感、電容組成。雖然無源功率因數(shù)校正電路得到的功率因數(shù)不如有源功率因數(shù)校正電路高，但仍然可以使功率因數(shù)提高到0.7～0.8，因而在中小功率電源中被廣泛采用。有源功率因數(shù)校正電路自上世紀(jì)90年代以來得到了迅速推廣。有源功率因數(shù)校正電路是在橋式整流器與輸出電容濾波器之間加入一個(gè)功率變換電路，使功率因數(shù)接近1。有源功率因數(shù)校正電路工作于高頻開關(guān)狀態(tài)，體積小、重量輕，比無源功率因數(shù)校正電路效率高。
傳統(tǒng)的有源功率因數(shù)校正電路只有一個(gè)檔位電壓輸出，當(dāng)交流輸入電壓過低時(shí)，有源功率因數(shù)校正電路的輸出電壓會(huì)降低，因此功率因數(shù)及效率都會(huì)降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種可使功率因數(shù)校正電路隨交流輸入電壓的高低工作在不同檔位的輸出電壓的電壓切換電路及采用該電路的功率因數(shù)校正電路。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是提供一種電壓切換電路，其包括交流電壓取樣電路、分別與該交流電壓取樣電路的輸出端連接的交流電壓檢測(cè)電路和切換控制電路，該交流電壓檢測(cè)電路的輸出端還與該切換控制電路連接。
上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)在于該交流電壓取樣電路包括二極管D02、與該二極管D02串聯(lián)并接地的電容C01、與該二極管D02串聯(lián)的至少二取樣電阻，其中一取樣電阻R06接地，另一取樣電阻與電容C02串聯(lián)，該電容C02接地。
所述另一取樣電阻包括取樣電阻R02、R03、R04和R05。
該交流電壓檢測(cè)電路包括可調(diào)分流基準(zhǔn)源，該可調(diào)分流基準(zhǔn)源的陽極接地，其參考端連接在取樣電阻R06的取樣電壓輸出端。
所述切換控制電路包括PNP三極管Q02，所述PNP三極管Q02的發(fā)射極經(jīng)電阻與交流電壓取樣電路的取樣電阻R06上的取樣電壓輸出端連接，PNP三極管Q02的集電極接直流電壓，PNP三極管Q02的集電極和基極之間還串接電阻R07，PNP三極管Q02的基極與該可調(diào)分流基準(zhǔn)源的陰極之間串聯(lián)一電阻R10，所述切換控制電路還包括NPN三極管Q01，其發(fā)射極接地，其基極通過電阻R12接地，其基極還通過電阻R11與PNP三極管Q02的發(fā)射極的連接。
為解決上述另一技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是提供一種功率因數(shù)校正電路，其包括依次連接的濾波電路、第一整流電路、電感、MOS管、第二整流電路和電解電容，該功率因數(shù)校正電路還包括反饋電路、PFC控制器和電壓切換電路，該P(yáng)FC控制器接在MOS管的輸入端，該反饋電路分別接在電解電容的輸出端、PFC控制器的輸入端和電壓切換電路的輸出端，該電壓切換電路的輸入端接在濾波電路的輸出端，濾波電路的輸入端接的是交流電源，該電壓切換電路包括交流電壓取樣電路、分別與該交流電壓取樣電路的輸出端連接的交流電壓檢測(cè)電路和切換控制電路，該交流電壓檢測(cè)電路的輸出端還與該切換控制電路連接。
本發(fā)明的有益效果是由于本發(fā)明的功率因數(shù)校正電路采用電壓切換電路，PFC電路隨交流電輸入的高低工作在不同檔位的輸出電壓，當(dāng)在交流輸入電壓低時(shí)PFC自動(dòng)切換到另一檔，在這個(gè)條件下與傳統(tǒng)的PFC電路相比，功率因數(shù)和效率都有所提高，減小對(duì)電網(wǎng)的污染并節(jié)約了電能。


圖1是本發(fā)明功率因數(shù)校正電路的功能模塊框圖。
圖2是圖1所示的電壓切換電路的功能模塊框圖。
圖3是圖2所示電壓切換電路的第一實(shí)施方式的電路原理圖。
具體實(shí)施例方式
請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明的功率因數(shù)校正電路包括依次連接的濾波電路1、第一整流電路2、電感3、MOS管4、第二整流電路5和電解電容6，該功率因數(shù)校正電路還包括反饋電路7、PFC(功率因數(shù)校正)控制器8和電壓切換電路9，該P(yáng)FC控制器8接在MOS管4的輸入端，反饋電路7分別接在電解電容6的輸出端、PFC控制器8的輸入端和電壓切換電路9的輸出端，電壓切換電路9的輸入端接在濾波電路1的輸出端，濾波電路1的輸入端接的是交流電源。
上述PFC控制器8通常可以選用UC3854，PFC控制器8具有PFC輸出電壓檢測(cè)腳，該引腳與反饋電路7相連接，然后將檢測(cè)的電壓傳給PFC控制器8，如果PFC控制器8檢測(cè)到電壓偏高，則PFC控制器8輸出給MOS管4的脈沖變窄，MOS管4導(dǎo)通時(shí)間變短，PFC輸出電壓變低；反之，如果PFC控制器8檢測(cè)到電壓偏低，則PFC控制器8輸出給MOS管4的脈沖變寬，MOS管4導(dǎo)通時(shí)間變長，PFC輸出電壓變高。通過不斷地調(diào)整功率因數(shù)校正電路的輸出電壓，使功率因數(shù)校正電路輸出穩(wěn)定電壓。
請(qǐng)參閱圖2，本發(fā)明的電壓切換電路包括交流電壓取樣電路91、分別與該交流電壓取樣電路91的輸出端連接的交流電壓檢測(cè)電路92和切換控制電路93，該交流電壓檢測(cè)電路92的輸出端還與該切換控制電路93連接。
請(qǐng)參閱圖3，本發(fā)明具體實(shí)施方式
的電壓切換電路9的交流電壓取樣電路91包括二極管D02、與二極管D02串聯(lián)并接地的電容C01、與二極管D02串聯(lián)的取樣電阻R02、R03、R04、R05和R06以及與取樣電阻R05串聯(lián)并接地的電容C02，取樣電阻R06接地；所述交流電壓檢測(cè)電路92包括可調(diào)分流基準(zhǔn)源，該可調(diào)分流基準(zhǔn)源為TL431芯片，其陽極接地，其參考端連接在取樣電阻R06的取樣電壓輸出端；所述切換控制電路93包括PNP三極管Q02，所述PNP三極管Q02的發(fā)射極經(jīng)電阻R08、R09與交流電壓取樣電路91的取樣電阻R06上的取樣電壓輸出端連接，PNP三極管Q02的集電極接18V直流電壓，PNP三極管Q02的集電極和基極之間還串接電阻R07，PNP三極管Q02的基極與TL431的陰極之間串聯(lián)一電阻R10，所述切換控制電路93還包括NPN三極管Q01，其發(fā)射極接地，其基極通過電阻R12接地，其基極還通過電阻R11與PNP三極管Q02的發(fā)射極的連接；所述反饋電路7由串聯(lián)的取樣電阻R13、R14、R15和R16組成，取樣電阻R13接地，取樣電阻R16與PFC輸出端連接，NPN三極管Q01的集電極接在取樣電阻R13的取樣電壓輸出端，PFC控制器8的PFC輸出電壓檢測(cè)腳接在取樣電阻R14的取樣電壓輸出端。
本發(fā)明具體實(shí)施方式
的取樣電阻R02、R03、R04和R05的阻值均為470K歐姆，取樣電阻R06的阻值為20K歐姆，電阻R07的阻值為2.2K歐姆，電阻R08和R09的阻值均為270K歐姆，電阻R10和R11的阻值均為10K歐姆，電阻R12的阻值為3.3K歐姆。電容C01的值為3.3μ/450V，電容C02的值為10μ/50V。NPN三極管Q01采用的型號(hào)2SC1815，PNP三極管Q02采用的型號(hào)2SA1015。二極管D02采用的型號(hào)是1N4007。
本發(fā)明的電壓切換電路的工作原理是輸入交流電經(jīng)過二極管D02整流后，通過取樣電阻R02、R03、R04、R05和R06的分壓，將取樣電阻R06上的取樣電壓傳送至交流電壓檢測(cè)電路92的TL431芯片進(jìn)行比較，當(dāng)取樣電阻R06上的取樣電壓高于2.48V，即TL431的參考端電壓高于2.48V，則TL431導(dǎo)通；反之，TL431截止；當(dāng)TL431的參考端電壓高于2.48V，同時(shí)在PNP三極管Q02的集電極接18V直流電壓時(shí)，PNP三極管Q02導(dǎo)通，然后NPN三極管Q01導(dǎo)通，NPN三極管Q01導(dǎo)通相當(dāng)于將取樣電阻R13短路；當(dāng)TL431的參考端電壓低于2.48V，則PNP三極管Q02和NPN三極管Q01均截止，取樣電阻R13正常工作。PFC輸出電壓取決于取樣電阻R13和R14串聯(lián)電阻上的電壓，所以只要改變?nèi)与娮鑂13工作與不工作的狀態(tài)就可以改變PFC的輸出電壓。本發(fā)明主要是通過切換取樣電阻R13的阻值，當(dāng)切換電路工作時(shí)，取樣電阻R13被短路，反饋電壓就只是R14上的電壓；當(dāng)切換電路不工作時(shí)，取樣電阻R13是正常阻值，反饋電壓就是取樣電阻R13和R14上的電壓和，所以PFC輸出的電壓也有兩檔。
另外，本發(fā)明的電壓切換電路的取樣電阻R02、R03、R04和R05也可以等效為一個(gè)電阻，電阻R08和R09也可以等效為一個(gè)電阻，電阻R15和R16也可以等效為一個(gè)電阻。
本發(fā)明主要應(yīng)用在帶有功率因數(shù)校正電路的電源上，功率因數(shù)校正電路隨交流電源輸入電壓的高低不同，而工作在不同檔位的輸出電壓(若交流輸入電壓85V～160V，則PFC輸出電壓為310V；交流輸入電壓160V～260V，則PFC輸出電壓為370V)。
本發(fā)明所選器件均為常用器件，價(jià)格低廉，控制精度比較高，其可應(yīng)用在PDP和LCD顯示器的電源上，而且還可以用于其他電路的切換。
權(quán)利要求
1.一種電壓切換電路，其特征在于其包括交流電壓取樣電路、分別與該交流電壓取樣電路的輸出端連接的交流電壓檢測(cè)電路和切換控制電路，該交流電壓檢測(cè)電路的輸出端還與該切換控制電路連接。
2.如權(quán)利要求1所述的電壓切換電路，其特征在于該交流電壓取樣電路包括二極管D02、與該二極管D02串聯(lián)并接地的電容C01、與該二極管D02串聯(lián)的至少二取樣電阻，其中一取樣電阻R06接地，另一取樣電阻與電容C02串聯(lián)，該電容C02接地。
3.如權(quán)利要求2所述的電壓切換電路，其特征在于所述另一取樣電阻包括串聯(lián)的取樣電阻R02、R03、R04和R05。
4.如權(quán)利要求2所述的電壓切換電路，其特征在于該交流電壓檢測(cè)電路包括可調(diào)分流基準(zhǔn)源，該可調(diào)分流基準(zhǔn)源的陽極接地，其參考端連接在取樣電阻R06的取樣電壓輸出端。
5.如權(quán)利要求4所述的電壓切換電路，其特征在于所述切換控制電路包括PNP三極管Q02，所述PNP三極管Q02的發(fā)射極經(jīng)電阻與交流電壓取樣電路的取樣電阻R06上的取樣電壓輸出端連接，PNP三極管Q02的集電極接直流電壓，PNP三極管Q02的集電極和基極之間還串接電阻R07，PNP三極管Q02的基極與該可調(diào)分流基準(zhǔn)源的陰極之間串聯(lián)一電阻R10，所述切換控制電路還包括NPN三極管Q01，其發(fā)射極接地，其基極通過電阻R12接地，其基極還通過電阻R11與PNP三極管Q02的發(fā)射極的連接。
6.如權(quán)利要求5所述的電壓切換電路，其特征在于所述與PNP三極管Q02的發(fā)射極連接的電阻包括R08和R09，取樣電阻R02、R03、R04和R05的阻值均為470K歐姆，取樣電阻R06的阻值為20K歐姆，電阻R07的阻值為2.2K歐姆，電阻R08和R09的阻值均為270K歐姆，電阻R10和R11的阻值均為10K歐姆，電阻R12的阻值為3.3K歐姆，電容C01的值為3.3μ/450V，電容C02的值為10μ/50V。
7.一種功率因數(shù)校正電路，其特征在于其包括依次連接的濾波電路、第一整流電路、電感、MOS管、第二整流電路和電解電容，該功率因數(shù)校正電路還包括反饋電路、PFC控制器和電壓切換電路，該P(yáng)FC控制器接在MOS管的輸入端，該反饋電路分別接在電解電容的輸出端、PFC控制器的輸入端和電壓切換電路的輸出端，該電壓切換電路的輸入端接在濾波電路的輸出端，濾波電路的輸入端接的是交流電源，該電壓切換電路包括交流電壓取樣電路、分別與該交流電壓取樣電路的輸出端連接的交流電壓檢測(cè)電路和切換控制電路，該交流電壓檢測(cè)電路的輸出端還與該切換控制電路連接。
8.如權(quán)利要求7所述的功率因數(shù)校正電路，其特征在于該交流電壓取樣電路包括二極管D02、與該二極管D02串聯(lián)并接地的電容C01、與二極管D02串聯(lián)的取樣電阻R02、R03、R04、R05和R06以及與取樣電阻R05串聯(lián)并接地的電容C02，取樣電阻R06接地。
9.如權(quán)利要求8所述的功率因數(shù)校正電路，其特征在于該交流電壓檢測(cè)電路包括可調(diào)分流基準(zhǔn)源，該可調(diào)分流基準(zhǔn)源的陽極接地，其參考端連接在取樣電阻R06的取樣電壓輸出端。
10.如權(quán)利要求9所述的功率因數(shù)校正電路，其特征在于所述切換控制電路包括PNP三極管Q02，所述PNP三極管Q02的發(fā)射極經(jīng)電阻與交流電壓取樣電路的取樣電阻R06上的取樣電壓輸出端連接，PNP三極管Q02的集電極接直流電壓，PNP三極管Q02的集電極和基極之間還串接電阻R07，PNP三極管Q02的基極與該可調(diào)分流基準(zhǔn)源的陰極之間串聯(lián)一電阻R10，所述切換控制電路還包括NPN三極管Q01，其發(fā)射極接地，其基極通過電阻R12接地，其基極還通過電阻R11與PNP三極管Q02的發(fā)射極的連接，所述反饋電路由串聯(lián)的取樣電阻R13、R14、R15和R16組成，取樣電阻R13接地，取樣電阻R16與PFC輸出端連接，NPN三極管Q01的集電極接在取樣電阻R13的取樣電壓輸出端，PFC控制器的PFC輸出電壓檢測(cè)腳接在取樣電阻R14的取樣電壓輸出端。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電壓切換電路，其包括交流電壓取樣電路、分別與該交流電壓取樣電路的輸出端連接的交流電壓檢測(cè)電路和切換控制電路，該交流電壓檢測(cè)電路的輸出端還與該切換控制電路連接。本發(fā)明還涉及一種采用該電路的功率因數(shù)校正電路。本發(fā)明的電壓切換電路應(yīng)用于功率因數(shù)校正電路中，可使功率因數(shù)校正電路隨交流電輸入的高低工作在不同檔位的輸出電壓，當(dāng)在交流輸入電壓低時(shí)功率因數(shù)校正電路自動(dòng)切換到另一檔，在這個(gè)條件下與傳統(tǒng)的功率因數(shù)校正電路相比，功率因數(shù)和效率都有所提高，減小對(duì)電網(wǎng)的污染并節(jié)約了電能。
文檔編號(hào)H02M1/12GK1889002SQ200510102258
公開日2007年1月3日 申請(qǐng)日期2005年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月7日
發(fā)明者李海鷹, 戴奇峰, 王俊永 申請(qǐng)人:深圳創(chuàng)維－Rgb電子有限公司