本發明涉及電源技術,特別涉及具備功率因數校正的雙反激電源技術。
背景技術:
隨著液晶顯示技術的不斷發展,50寸以上大尺寸、4K×2K以上高分辨率等液晶電視逐漸開始普及,液晶電視的整機消耗功率也隨之增大,這就需要液晶電視電源增加輸出功率,同時具有功率因素校正功能。這類大功率電源輸入電流諧波失真低,有助于提高電網的供電效率,且其并非僅用于液晶電視,還可應用于各種所需要的電器設備。
目前現有的大功率液晶電視電源,其一般包括雙反激電源,其功率因數校正技術,全部都采用有源電路校正技術,有源功率因數校正電路是由集成芯片控制MOS管,通過電感和二極管進行升壓的有源電路,電路根據電源負載功率的變化調整集成芯片的輸出電流保證升壓電路的穩定,從而使得交流電源的負載保持線性特性,進而減少交流電源輸入電流的諧波成分,保持電網電壓的穩定,提高電網的供電效率。有源功率因數校正電路采用的反饋控制方式,其特點是控制精度較高,工作性能穩定,校正效果明顯,不足是控制電路復雜,使用器件較多,需要專門的集成控制芯片(上述集成芯片)和大功率MOS管,電路成本高、占用印制板面積大、參數調試復雜,且開發周期長。現有的雙反激電源一般包括一個交流電源的整流器件,一路或兩路高頻濾波電路及兩路反激開關電源,反激開關電源包括開關變壓器及電源開關MOS管,開關變壓器具有初級線圈正端繞組、初級線圈中間繞組及初級線圈負端繞組,其中,初級線圈正端繞組的兩端,一端作為初級線圈正端,另一端與初級線圈中間繞組連接,初級線圈中間繞組與初級線圈正端繞組連接的一端可稱為初級線圈中間繞組的前端,另一端可稱為初級線圈中間繞組的后端,與初級線圈負端繞組的一端相連,初級線圈負端繞組的另一端與電源開關MOS管連接,初級線圈正端一般與一個濾波電容的正極連接,濾波電容的負極接地,高頻濾波電路一般包括高頻濾波電容、高頻整流二極管、去關斷尖峰電路及去導通尖峰電路,交流電源的整流器件的輸出端與高頻濾波電容的一端及高頻整流二極管的正極連接,高頻濾波電容的另一端接地,去關斷尖峰電路由電阻一及電容一串聯組成,其一端與高頻整流二極管的正極連接,另一端與高頻整流二極管的負極連接,去導通尖峰電路由電阻二及電容二串聯組成,一端與高頻整流二極管的負極連接,另一端接地,高頻整流二極管的負極作為高頻濾波電路的輸出端。
技術實現要素:
本發明的目的是要解決目前雙反激電源的功率因數校正需要有源電路校正的問題,提供了一種雙路LC振蕩實現無源功率因數校正的雙反激電源。
本發明解決其技術問題,采用的技術方案是,雙路LC振蕩實現無源功率因數校正的雙反激電源,包括交流電源的整流器件、兩路高頻濾波電路及兩路反激開關電源,所述反激開關電源包括開關變壓器,其特征在于,還包括濾波電容及兩路附加續流校正電路,所述兩路反激開關電源的兩個開關變壓器的初級線圈正端連接,且與濾波電容的正極連接,濾波電容的負極接地,兩路高頻濾波電路、兩路附加續流校正電路與兩路反激開關電源一一對應,附加續流校正電路包括振蕩電感、振蕩電容及續流二極管,所述一路附加續流校正電路的振蕩電感的一端與與其對應的高頻濾波電路的輸出端連接,另一端與該路附加續流校正電路的振蕩電容的一端及該路附加續流校正電路的續流二極管的正極連接,該續流二極管的正極與與其對應的反激開關電源的開關變壓器的初級線圈中間繞組的前端連接,該初級線圈中間繞組的后端與該路附加續流校正電路的振蕩電容的另一端連接。
具體的,所述兩路高頻濾波電路中,一路高頻濾波電路稱為第一高頻濾波電路,另一路高頻濾波電路稱為第二高頻濾波電路,
所述第一高頻濾波電路包括高頻濾波電容、高頻整流二極管一、去關斷尖峰電路一及去導通尖峰電路一,交流電源的整流器件的輸出端與高頻濾波電容的一端及高頻整流二極管一的正極連接,高頻濾波電容的另一端接地,去關斷尖峰電路由電阻一及電容一串聯組成,其一端與高頻整流二極管一的正極連接,另一端與高頻整流二極管一的負極連接,去導通尖峰電路由電阻二及電容二串聯組成,一端與高頻整流二極管一的負極連接,另一端接地,高頻整流二極管一的負極作為第一高頻濾波電路的輸出端;
所述第二高頻濾波電路包括高頻整流二極管二、去關斷尖峰電路二及去導通尖峰電路二,交流電源的整流器件的輸出端與高頻整流二極管二的正極連接,去關斷尖峰電路由電阻三及電容三串聯組成,其一端與高頻整流二極管二的正極連接,另一端與高頻整流二極管二的負極連接,去導通尖峰電路由電阻四及電容四串聯組成,一端與高頻整流二極管二的負極連接,另一端接地,高頻整流二極管二的負極作為第二高頻濾波電路的輸出端。
進一步的,反激開關電源包括開關變壓器及電源開關MOS管,開關變壓器具有初級線圈正端繞組、初級線圈中間繞組及初級線圈負端繞組,所述初級線圈正端繞組的兩端,一端作為初級線圈正端,另一端與初級線圈中間繞組連接,初級線圈中間繞組與初級線圈正端繞組連接的一端可稱為初級線圈中間繞組的前端,另一端可稱為初級線圈中間繞組的后端,與初級線圈負端繞組的一端相連,初級線圈負端繞組的另一端與電源開關MOS管連接。
本發明的有益效果是,在本發明方案中,通過上述雙路LC振蕩實現無源功率因數校正的雙反激電源,提供了一種低成本的具有功率因數校正的雙反激電源,其實現簡單,成本低廉,且其工作狀態穩定,參數調整方便。
附圖說明
圖1為本發明實施例中雙路LC振蕩實現無源功率因數校正的雙反激電源的電路示意圖。
其中,DP為交流電源的整流器件,Ca為高頻濾波電容,Da為高頻整流二極管一,Da1為高頻整流二極管二,Rb為電阻一,Cb為電容一,Rc為電阻二,Cc為電容二,Rb1為電阻三,Cb1為電容三,Rc1為電阻四,Cc1為電容二,L1為振蕩電感一,C2為振蕩電容一,L2為振蕩電感二,C3為振蕩電容二,C為濾波電容,D2為續流二極管一,D3為續流二極管二,T1為開關變壓器一,T2為開關變壓器二,Q1為電源開關MOS管一,Q2為電源開關MOS管二,Lp1-1為開關變壓器一的初級線圈正端繞組,Lp1-2為開關變壓器初級線圈中間繞組,Lp1-3為開關變壓器一的初級線圈負端繞組,Lp2-1為開關變壓器二的初級線圈正端繞組,Lp2-2為開關變壓器二的初級線圈中間繞組,Lp2-3為開關變壓器二的初級線圈負端繞組。
具體實施方式
下面結合附圖及實施例,詳細描述本發明的技術方案。
本發明所述雙路LC振蕩實現無源功率因數校正的雙反激電源,包括交流電源的整流器件、濾波電容、兩路高頻濾波電路、兩路反激開關電源及兩路附加續流校正電路,反激開關電源包括開關變壓器,其中,兩路反激開關電源的兩個開關變壓器的初級線圈正端連接,且與濾波電容的正極連接,濾波電容的負極接地,兩路高頻濾波電路、兩路附加續流校正電路與兩路反激開關電源一一對應,附加續流校正電路包括振蕩電感、振蕩電容及續流二極管,一路附加續流校正電路的振蕩電感的一端與與其對應的高頻濾波電路的輸出端連接,另一端與該路附加續流校正電路的振蕩電容的一端及該路附加續流校正電路的續流二極管的正極連接,該續流二極管的正極與與其對應的反激開關電源的開關變壓器的初級線圈中間繞組的前端連接,該初級線圈中間繞組的后端與該路附加續流校正電路的振蕩電容的另一端連接。
實施例
本發明實施例的雙路LC振蕩實現無源功率因數校正的雙反激電源,包括交流電源的整流器件、濾波電容、兩路高頻濾波電路、兩路反激開關電源及兩路附加續流校正電路,反激開關電源包括開關變壓器,其中,兩路反激開關電源的兩個開關變壓器的初級線圈正端連接,且與濾波電容的正極連接,濾波電容的負極接地,兩路高頻濾波電路、兩路附加續流校正電路與兩路反激開關電源一一對應,附加續流校正電路包括振蕩電感、振蕩電容及續流二極管,一路附加續流校正電路的振蕩電感的一端與與其對應的高頻濾波電路的輸出端連接,另一端與該路附加續流校正電路的振蕩電容的一端及該路附加續流校正電路的續流二極管的正極連接,該續流二極管的正極與與其對應的反激開關電源的開關變壓器的初級線圈中間繞組的前端連接,該初級線圈中間繞組的后端與該路附加續流校正電路的振蕩電容的另一端連接。
本例中,兩路高頻濾波電路中,一路高頻濾波電路稱為第一高頻濾波電路,另一路高頻濾波電路稱為第二高頻濾波電路,第一高頻濾波電路包括高頻濾波電容、高頻整流二極管一、去關斷尖峰電路一及去導通尖峰電路一,交流電源的整流器件的輸出端與高頻濾波電容的一端及高頻整流二極管一的正極連接,高頻濾波電容的另一端接地,去關斷尖峰電路由電阻一及電容一串聯組成,其一端與高頻整流二極管一的正極連接,另一端與高頻整流二極管一的負極連接,去導通尖峰電路由電阻二及電容二串聯組成,一端與高頻整流二極管一的負極連接,另一端接地,高頻整流二極管一的負極作為第一高頻濾波電路的輸出端;第二高頻濾波電路包括高頻整流二極管二、去關斷尖峰電路二及去導通尖峰電路二,交流電源的整流器件的輸出端與高頻整流二極管二的正極連接,去關斷尖峰電路由電阻三及電容三串聯組成,其一端與高頻整流二極管二的正極連接,另一端與高頻整流二極管二的負極連接,去導通尖峰電路由電阻四及電容四串聯組成,一端與高頻整流二極管二的負極連接,另一端接地,高頻整流二極管二的負極作為第二高頻濾波電路的輸出端。
反激開關電源包括開關變壓器及電源開關MOS管,開關變壓器具有初級線圈正端繞組、初級線圈中間繞組及初級線圈負端繞組,所述初級線圈正端繞組的兩端,一端作為初級線圈正端,另一端與初級線圈中間繞組連接,初級線圈中間繞組與初級線圈正端繞組連接的一端可稱為初級線圈中間繞組的前端,另一端可稱為初級線圈中間繞組的后端,與初級線圈負端繞組的一端相連,初級線圈負端繞組的另一端與電源開關MOS管連接。
下面以兩路反激開關電源分別為第一路反激開關電源及第二路反激開關電源,兩路附加續流校正電路分別為第一路附加續流校正電路及第二路附加續流校正電路為例進行詳細說明,其電路示意圖參見圖1,其中,第一路高頻濾波電路、第一路附加續流校正電路與第一路反激開關電源對應,第二路高頻濾波電路、第二路附加續流校正電路與第二路反激開關電源對應,第一路反激開關電源包括開關變壓器一T1及電源開關MOS管一Q1,第二路反激開關電源包括開關變壓器二T2及電源開關MOS管二Q2,第一路附加續流校正電路包括振蕩電感一L1、振蕩電容一C2及續流二極管一D2,第二路附加續流校正電路包括振蕩電感二L2、振蕩電容二C3及續流二極管二D3。
具體電路結構為:交流電源的整流器件DP的輸出端與高頻濾波電容Ca的一端、高頻整流二極管一Da及高頻整流二極管二Da1的正極連接,高頻濾波電容Ca的另一端接地,去關斷尖峰電路一由電阻一Rb及電容一Cb串聯組成,其一端與高頻整流二極管一Da的正極連接,另一端與高頻整流二極管一Da的負極連接,去導通尖峰電路一由電阻二Rc及電容二Cc串聯組成,一端與高頻整流二極管一Da的負極連接,另一端接地,高頻整流二極管一Da的負極作為第一高頻濾波電路的輸出端,去關斷尖峰電路二由電阻三Rb1及電容三Cb1串聯組成,其一端與高頻整流二極管二Da1的正極連接,另一端與高頻整流二極管二Da1的負極連接,去導通尖峰電路二由電阻四Rc1及電容四Cc1串聯組成,一端與高頻整流二極管二Da1的負極連接,另一端接地,高頻整流二極管二Da1的負極作為第二高頻濾波電路的輸出端,第一高頻濾波電路的輸出端與振蕩電感一L1的一端連接,振蕩電感一L1的另一端與振蕩電容一C2的一端及續流二極管一D2的正極連接,第二高頻濾波電路的輸出端與振蕩電感二L2的一端連接,振蕩電感二L2的另一端與振蕩電容二C3的一端及續流二極管二D3的正極連接,第一路反激開關電源中,開關變壓器一T1的初級線圈正端繞組Lp1-1的兩端,一端作為第一路反激開關電源的初級線圈正端,另一端與初級線圈中間繞組Lp1-2連接,初級線圈中間繞組Lp1-2與初級線圈正端繞組連接的一端可稱為初級線圈中間繞組Lp1-2的前端,另一端可稱為初級線圈中間繞組Lp1-2的后端,與初級線圈負端繞組Lp1-3的一端相連,初級線圈負端繞組Lp1-3的另一端與電源開關MOS管一Q1連接,第二路反激開關電源與第一路反激開關電源結構相同,其開關變壓器二T2的初級線圈負端繞組Lp2-3與電源開關MOS管二Q2連接,初級線圈正端繞組Lp2-1作為初級線圈正端的那一端與第一路反激開關電源的初級線圈正端連接,并與濾波電容C的正極連接,濾波電容C的負極接地,本例中,續流二極管一D2的正極與第一路反激開關電源的開關變壓器一T1的初級線圈中間繞組Lp1-2的前端連接,該初級線圈中間繞組Lp1-2的后端與振蕩電容一C2的另一端連接,續流二極管二D3的正極與第二路反激開關電源的開關變壓器二T2的初級線圈中間繞組Lp2-2的前端連接,該初級線圈中間繞組Lp2-2的后端與振蕩電容二C3的另一端連接。
首先本例通過第一路反激開關電源對應的振蕩電感一L1和振蕩電容一C2串聯組成的第一組LC振蕩電路,以及第二路反激開關電源對應的振蕩電感二L2和振蕩電容二C3串聯組成的第二組LC振蕩電路,在電源開啟后,開通電流分別流過振蕩電感一L1、振蕩電感二L2時進行儲能。在這個過程中,為減小交流電源輸入帶來的高頻信號干擾,高頻濾波電容Ca在交流電源的整流器件DP后對高頻干擾信號進行濾波,高頻整流二極管一Da在交流電源的整流器件DP后對高頻干擾信號進行整流,電阻一Rb、電容一Cb串聯對整流二極管除去關斷尖峰,電阻二Rc、電容二Cc串聯再對整流二極管除去導通尖峰;第一高頻濾波電路,用來減小電源輸入電路中產生的高頻信號對其后的兩路無源功率因數校正電路的影響。
然后本例利用開關電源的工作原理,在電源開關MOS管一Q1導通期間,振蕩電感一L1對振蕩電容一C2充電,當充電至續流二極管一D2的導通電壓時,續流二極管一D2在兩路反激開關電源共同的濾波電容C進行放電的同時,經由開關變壓器一T1的初級線圈中間繞組Lp1-2和初級線圈負端繞組Lp1-3的電感進行續流,續流狀態一直持續到電源開關MOS管一Q1關斷;在電源開關MOS管一Q1關斷以后,振蕩電感一L1中的能量在進行升壓的過程中,經過續流二極管一D2,經由開關變壓器一T1的初級線圈正端繞組Lp1-1電感,向兩路反激開關電源的共同濾波電容C進行充電。
隨著第一路反激開關電源的電源開關MOS管一Q1周期性地導通和關斷,第一組振蕩電感一L1和振蕩電容一C2隨之進行周期性地充電和放電,并通過續流二極管一D2在兩路反激開關電源的共同濾波電容C,周期性地充放電的同時,經由第一路反激開關電源的開關變壓器一T1初級線圈各繞組(正端繞組、中間繞組及負端繞組)的電感,進行周期性地充放電補充。特別是在電源開關MOS管一Q1的導通期間,經由開關變壓器一T1的初級線圈內部各繞組電感,對兩路反激開關電源共同的濾波電容C的放電進行附加續流補充放電,使得交流電源負載能量變化的線性度增加,擴大了電源交流輸入電流的導通角,進而減小了開關電源交流輸入電流的高次諧波成份。
同樣,在電源開關MOS管二Q2導通期間,振蕩電感二L2對振蕩電容二C3充電,當充電至續流二極管二D3的導通電壓時,續流二極管二D2在兩路反激開關電源共同的濾波電容C進行放電的同時,經由開關變壓器二T2的初級線圈中間繞組Lp2-2和負端繞組Lp2-3電感進行續流,續流狀態一直持續到電源開關MOS管二Q2關斷;在電源開關MOS管二Q2關斷以后,振蕩電感二L2中的能量在進行升壓的過程中,經過續流二極管二D3,經由開關變壓器二T2初級線圈正端繞組Lp2-1電感,向兩路反激開關電源的共同濾波電容C進行充電。
隨著第二路反激開關電源的電源開關MOS管二Q2周期性地導通和關斷,第二組振蕩電感二L2和振蕩電容二C3隨之進行周期性地充電和放電,并通過續流二極管二D3在兩路反激開關電源的共同濾波電容C,周期性地充放電的同時,經由第二路反激開關電源的開關變壓器二T2初級線圈各繞組(正端繞組、中間繞組及負端繞組)的電感,進行周期性地充放電補充。特別是在電源開關MOS管二Q2的導通期間,經由開關變壓器二T2初級線圈內部各繞組電感,對兩路反激開關電源共同的濾波電容C的放電進行附加續流補充放電,使得交流電源負載能量變化的線性度增加,擴大了電源交流輸入電流的導通角,進而減小了開關電源交流輸入電流的高次諧波成份。
由此,由兩路相互獨立,分別包含各自附加續流電路的反激開關電源,同時進行功率因數校正,從而實現了雙反激電源穩定的無源功率因數校正功能。
上述雙路LC振蕩實現無源功率因數校正的雙反激電源,僅用兩組電感、電容、二極管等無源器件,不含集成控制芯片、大功率MOS管等有源器件,實現雙反激電源的功率因數校正。兩路反激開關電源的無源功率因數校正電路相互獨立,動態工作穩定;兩路功率因數校正電路相互無影響,參數調整方便;兩路功率因數校正電路不含有源器件,成本較低。因此是電路結構穩定、參數調整簡便、器件成本低廉,具有穩定無源功率因數校正功能的大功率雙反激電源。可以廣泛應用于各類大功率液晶電視,同時也適用于其它大功率電器設備。