一种功率因数校正电路、控制方法及用电设备与流程

本申请涉及电源管理，特别是涉及一种功率因数校正电路、控制方法及用电设备

背景技术：

1、随着各类电子设备对电能质量要求的不断提高，国际电工委员会等相关机构制定的谐波标准对交流供电设备的输入电流波形提出了严格限制。为满足这一要求，在交流-直流变换器中必须设置功率因数校正电路，以抑制电流谐波、提高功率因数。因此，高性能、低损耗的功率因数校正拓扑一直是电力电子领域的研究热点。

2、目前应用最广泛的方案是前级整流桥与后级升压变换器级联的结构。交流输入电压先经多个二极管组成的整流桥转化为直流电压，再由后级的升压变换器通过高频开关控制，使输入电流的波形和相位跟随输入电压变化，实现功率因数校正。

3、然而，在这种结构下，电流从交流电源流向负载的任一时刻，电流必然会依次流经整流桥中的至少两个二极管，然后再通过后级变换器中的至少一个功率开关管或续流二极管，整个功率传输路径上串接的功率半导体器件较多、结构复杂、通态损耗高、功耗较大，不利于系统整体效率的提升。

技术实现思路

1、本申请提供了一种功率因数校正电路、控制方法及用电设备，旨在通过降低电路的导电通路中功率器件的串联数量，减少通态压降，降低导通损耗，提升电能变换效率。

2、本申请的实施例采用如下技术方案：

3、第一方面，本申请的实施例提供了一种功率因数校正电路，该电路包括：至少一个第一开关单元、至少一个第二开关单元和功率电感；所述第一开关单元包括两个导通方向，所述第二开关单元包括一个导通方向；

4、所述第一开关单元分别与所述功率电感和交流电源电连接；所述第二开关单元分别与所述功率电感、所述第一开关单元和负载电连接；

5、所述第一开关单元用于通过自身的导通与关断控制所述功率电感产生方向变化的感应电流；所述第二开关单元用于在所述第一开关单元关断时将所述感应电流导通至所述负载；

6、由所述交流电源、所述功率电感、所述负载、导通状态的所述第一开关单元和所述第二开关单元形成的闭合电流路径为导电通路，所述导电通路具有一个所述第一开关单元与一个所述第二开关单元，或者具有两个所述第一开关单元。

7、第二方面，本申请的实施例提供了一种功率因数校正电路的控制方法，该方法包括：

8、获取交流电源输出的电源信号以及负载两端的负载电压；

9、基于所述电源信号的极性，以及所述负载电压与预设参考电压的误差生成控制信号；

10、根据所述控制信号控制所述第一开关单元导通，以使所述功率电感产生一个方向的电流；

11、根据所述控制信号控制所述第一开关单元关断，以使所述功率电感产生另一个方向的感应电流，并由所述第二开关单元将所述感应电流单向导通至所述负载；

12、其中，由所述交流电源、所述功率电感、导通状态的所述第一开关单元和所述第二开关单元形成的闭合电流路径为导电通路，所述导电通路具有一个所述第一开关单元与一个所述第二开关单元，或者具有两个所述第一开关单元。

13、第三方面，本申请的实施例提供了一种用电设备，包括如第一方面中任一项所述的功率因数校正电路；用于执行如第二方面任一项所述的功率因数校正电路的控制方法。

14、有益效果

15、本申请实施例中，通过将第一开关单元分别与功率电感和交流电源电连接、将第二开关单元分别与功率电感和负载电连接，且第一开关单元具有双向导通能力、第二开关单元具有单向导通能力，使得交流电源向功率电感充电以及功率电感向负载放电的任一工作过程中，由交流电源、功率电感、负载、导通状态的第一开关单元和第二开关单元形成的导电通路中，串联导通的半导体器件均保持为一个第一开关单元与一个第二开关单元，或者为两个第一开关单元。相较于背景技术中电流必须依次流经整流桥内两个二极管和后级变换器中至少一个功率开关管或续流二极管、即至少需要三个功率半导体器件串联导通的方案，本申请显著减少了功率传输路径上的半导体器件数量。由于每个半导体器件导通时均存在正向压降并产生相应功耗，减少器件数量可直接消除该部分的通态损耗，从而有效降低电路整体的导通损耗，减小功耗，进而提升电能变换效率，解决了现有功率因数校正电路因功率路径上串联器件过多导致的结构复杂、通态损耗高的问题。

1.一种功率因数校正电路，其特征在于，包括：至少一个第一开关单元、至少一个第二开关单元和功率电感；所述第一开关单元包括两个导通方向，所述第二开关单元包括一个导通方向；

2.根据权利要求1所述的功率因数校正电路，其特征在于，所述至少一个第一开关单元包括第一开关管和第二开关管；

3.根据权利要求1所述的功率因数校正电路，其特征在于，所述至少一个第二开关单元包括第一二极管和第二二极管；

4.根据权利要求3所述的功率因数校正电路，其特征在于，

5.根据权利要求1~4任一项所述的功率因数校正电路，其特征在于，

6.根据权利要求1所述的功率因数校正电路，其特征在于，所述至少一个第一开关单元包括第一开关管和第二开关管；所述至少一个第二开关单元包括第一二极管和第二二极管；

7.根据权利要求1所述的功率因数校正电路，其特征在于，所述开关模块包括第一开关管和第二开关管；所述至少一个第二开关单元包括第一二极管和第二二极管；

8.根据权利要求1所述的功率因数校正电路，其特征在于，还包括稳压电容；

9.根据权利要求1所述的功率因数校正电路，其特征在于，还包括滤波电感和滤波电容；所述开关模块包括第一开关单元；

10.根据权利要求9所述的功率因数校正电路，其特征在于，还包括基准单元、比较单元和驱动单元；

11.一种功率因数校正电路的控制方法，其特征在于，包括：

12.一种用电设备，包括如权利要求1~10任一项所述的功率因数校正电路；用于执行如权利要求11所述的功率因数校正电路的控制方法。