适合模块化使用的功率因数校正结构以及电源的制作方法

1.本发明涉及电子电路领域，具体涉及一种适合模块化使用的功率因数校正结构以及电源。


背景技术：

2.对于电源电路来说，功率因数校正模块本身的设计在现有技术中是较为成熟的，大师传统的高功率因数电源的种类和规格繁多，不同规格需用不同的拓扑架构设计，当使用不同的产品时，为了选型方便，往往需要设计多种类型的功率因数校正模块，并为了与之匹配，需要对多种元件和芯片进行库存，容易造成资源浪费。


技术实现要素：

3.针对现有技术的不足，本发明公开了一种适合模块化使用的功率因数校正结构以及电源。
4.本发明所采用的技术方案如下：
5.一种适合模块化使用的功率因数校正结构，包括功率因数校正电路、直流电压变换电路和连接结构；所述功率因数校正电路包括反馈回路、控制芯片和开关器件；所述反馈回路的输入端连接功率因数校正电路的输出端；所述反馈回路的输出端连接控制芯片的反馈信号引脚；控制芯片的信号输出引脚控制开关器件的断开和导通；所述连接结构包括安装于所述功率因数校正电路的输出端的插接杆和安装于所述直流电压变换电路的输入端的第一固定片；还包括连接块；连接块的第一面设置有与所述插接杆匹配的插接套；连接块的第二面设置有与所述第一固定片可拆卸地连接的第二固定片。
6.其进一步的技术方案为：所述功率因数校正电路和所述直流电压变换电路分别设置于不同的pcb板上；每个pcb板固定于独立的壳体中；所述功率因数校正电路的输出端通过第一组引线引出第一壳体；所述第一组引线的端头固定有插接杆；所述直流电压变换电路的输入端通过第二组引线引出第二壳体，所述第二组引线的端头连接有第一固定片。
7.其进一步的技术方案为：所述连接块包括外壳部件；所述外壳部件套在所述插接杆外部；所述插接杆插入所述插接套的第一端；所述插接套的第二端与所述第二固定片焊接固定；螺钉将第一固定片和第二固定片连接在一起。
8.其进一步的技术方案为：所述插接套的第一端内壁固定有弹性夹片将插于插接套的插接杆夹住。
9.其进一步的技术方案为：所述控制芯片为可产生pmw信号的芯片；所述功率因数校正电路的输入端并联有第一分压电路，功率因数校正电路的输出端并联有第二分压电路；第一分压电路的输出端通过反馈回路连接至控制芯片的参考电压输入引脚；第二分压电路的输出端连接至控制芯片的反馈信号引脚；控制芯片的信号输出引脚连接至开关管的控制端。
10.其进一步的技术方案为：所述第一分压电路包括相互串联的第一电阻和第二电
阻；第一电阻和第二电阻的公共端作为第一分压电路的输出端；所述第二分压电路包括相互串联的第三电阻和第四电阻；第三电阻和第四电阻的公共端作为第二分压电路的输出端。
11.其进一步的技术方案为：还包括取样电路；第一取样电路一端连接于开关管的第一极，另一端连接于控制芯片的电流感应引脚；第二取样电路包括电流互感器；电流互感器的一次绕组串联于功率因数校正电路的第一输入端和开关管的第二极之间，电流互感器的二次绕组串联于接地端和控制芯片的过零信号引脚之间。
12.其进一步的技术方案为：所述控制芯片是型号为mp44014的功率因数控制芯片。
13.一种安装有如上任一项所述的适合模块化使用的功率因数校正结构的电源，还包括交流输入电路和滤波整流电路；交流输入电路用于输入交流电至滤波整流电路；滤波整流电路的输出端连接功率因数校正电路；功率因数校正电路的输出端通过连接结构连接至直流电压变换电路的输入端；直流电压变换电路的输出端连接负载。
14.本发明的有益效果如下：
15.本发明没有使用现有技术中常见的通过将负载电流和负载电压反馈回功率因数校正电路中进行功率因数校正的方法，而是通过使用控制芯片将功率因数校正电路本身的输出电压和相关电流作为反馈参数进行功率因数校正，这样可以使得功率因数校正电路作为相对独立的模块，与之配合，还设计了便于插接和拆解的物理结构，使得本发明可以配合buck电路模块或者boost电路模块实现快速连接使用，实现产品的高功率因数要求的同时，满足不同功率断和产品不同性能的需求，方便设计选型以及原材料库存的储备。
附图说明
16.图1为实施例中的电路框图。
17.图2为实施例中的独立电路模块的第一壳体示意图。
18.图3为实施例中的独立电路模块的第二壳体示意图。
19.图4为实施例中的连接块的示意图。
20.图5为连接块连接好之后的内部结构示意图。
21.图6为本发明的实施例中的功率因数校正电路的电路图。
22.图7为包括交流输入电路和滤波整流电路的电路图。
23.图中：101、插接杆；102、外壳部件；103、插接套；104、第二固定片；105、第一固定片；106、螺钉；107、弹性夹片；201、功率因数校正电路；202、直流电压变换电路；203、交流输入电路；204、滤波整流电路；205、第一组引线；206、第一壳体；207、第二壳体。
具体实施方式
24.下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。
25.图1为实施例中的电路框图。如图1所示，交流输入电路203用于输入交流电至滤波整流电路204。滤波整流电路204对交流电进行整流之后输入至功率因数校正电路201。功率因数校正电路201包括反馈回路、控制芯片u1和开关器件q1。反馈回路的输入端连接功率因数校正电路201的输出端。反馈回路的输出端连接控制芯片u1的反馈信号引脚。控制芯片u1的信号输出引脚控制开关管q1的断开和导通。控制芯片u1是可以通过反馈信号来产生pwm
信号以控制开关管q1的芯片。进一步的，控制芯片u1还包括用于接收开关管q1的电流信号的电流感应引脚，以及，用于接收开关管q1的电流过零信号的过零信号引脚，以便于更精确的获取输出信号的反馈信息来控制开关管q1。功率因数校正电路201的输出端连接直流电压变换电路202。直流电压变换电路202将调整好的直流电压传输至负载。
26.所以，为了保证功率因数校正电路201为一个相对独立的模块，本发明的功率因数校正电路201没有从负载端获取反馈信号，在现有技术中，有的功率因数校正电路是从负载端获取反馈信号的，那样功率因数校正电路就必然无法完全脱离后面的电路模块作为一个相对独立的模块了。
27.图2为实施例中的独立电路模块的第一壳体示意图。图3为实施例中的独立电路模块的第二壳体示意图。如图2和图3所示，功率因数校正电路201和直流电压变换电路202分别设置于不同的pcb板上。每个pcb板固定于独立的壳体中。功率因数校正电路201的输出端通过第一组引线205引出第一壳体206。第一组引线205的端头固定有插接杆101。直流电压变换电路202的输入端通过第二组引线引出第二壳体207，第二组引线的端头连接有第一固定片105。
28.所以用于连接功率因数校正电路201和直流电压变换电路202的连接结构包括安装于功率因数校正电路201的输出端的插接杆101和安装于直流电压变换电路202的输入端的第一固定片105。还包括将插接杆101和第一固定片105连接在一起的连接块。图4为实施例中的连接块的示意图。图5为连接块连接好之后的内部结构示意图。如图4、图5所示，连接块的第一面设置有与插接杆101匹配的插接套103。连接块的第二面设置有与第一固定片105可拆卸地连接在一起的第二固定片104。连接块包括外壳部件102。外壳部件102可以为各种可选的形状，在本实施例中为近似于直角梯形的形状，外壳部件102套在插接套103外部。插接套103的第一端的开口部分位于外壳部件102的底面。插接套103的第二端由外壳部件102的斜面处伸出并焊接有第二固定片104。第二固定片104与外壳部件102的斜面平行，与插接套103成一定角度。第一固定片105则固定于用于直流电压变换电路202的第二壳体207上，第二固定片104和第一固定片105均有固定孔，螺钉106依次旋入第二固定片104和第一固定片105并固定。可以在连接外壳部件102的上侧面和斜面之间制作一个垂直面方向的连接平面，用于和第二壳体207的垂直面接触。进一步的，还可以在插接套103的第一端的开口内壁固定弹性夹片107，当插接杆101插入之后，可以将其固定防止脱落。其中第一固定片105、第二固定片104、插接杆101和插接套103优选使用导体，如导电金属制成，外壳部件102优选绝缘体制成。这样的结构方便拆卸和安装，固定牢固。
29.图6为本发明的实施例中的功率因数校正电路的电路图。如图6所示，具体的，在本实施例中，控制芯片u1可以选用型号为mp44014的功率因数控制芯片。功率因数校正电路201的输入端并联有第一分压电路，功率因数校正电路201的输出端并联有第二分压电路。型号为mp44014的控制芯片u1的第一引脚为反馈信号引脚，第二引脚为误差放大输出引脚，第三引脚为参考电压输入引脚，第四引脚为电流感应引脚，第五引脚为过零信号引脚，第七引脚为信号输出引脚。
30.第一分压电路包括相互串联的第一电阻r1和第二电阻r2。第一电阻r1和第二电阻r2的公共端作为第一分压电路的输出端，连接控制芯片u1的第三引脚，第二分压电路包括相处串联的第三电阻r3和第四电阻r4。第三电阻r3和第四电阻r4的公共端作为第二分压电
路的输出端，连接控制芯片u1的第一引脚，且三电阻r3和第四电阻r4的公共端还通过电容c5连接控制芯片u1的第二引脚。还包括取样电路。第一取样电路一端连接于开关管q1的第一极，另一端连接控制芯片u1的第四引脚，开关管q1的第一极通过第六电阻r6连接至功率因数校正电路201的第二输入端。第二取样电路包括电流互感器l1。电流互感器l1的一次绕组串联于功率因数校正电路201的第一输入端和开关管q1的第二极之间，电流互感器l1的二次绕组串联于接地端和控制芯片u1的第五引脚之间。实施例中，开关管q1为n沟道增强型场效应管，第一极为源极，第二极为漏极。在图6中，功率因数校正电路201采用了电压、电流双闭环控制，电流反馈网络的取样信号是开关管q1的电流和开关管q1的电流过零信号，电压反馈网络的取样信号是功率因数校正电路201的输出电压。控制芯片u1将反馈信号与参考电压信号进行比较，经处理转换成pwm脉冲，控制开关管q1导通或关断。功率因数校正电路201可以作为一个整体连接直流电压变换电路202。直流电压变换电路202可以为buck电路或者boost电路，电路中包括电容元件和电感元件。控制功率因数校正电路201的输出电流幅值与输入电压同相位的正线参考信号成正比，就可以达到校正功率因数的目的。buck电路或者boost电路的具体结构为常见的现有技术，不再赘述。
31.图7为包括交流输入电路和滤波整流电路的电路图。如图7所示，交流输入电路203用于输入交流电至滤波整流电路204的输入端。滤波整流电路204对交流电进行整流之后输入至功率因数校正电路201。功率因数校正电路201可以连接各种形式的直流电压变换电路202。
32.以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在不违背本发明的基本结构的情况下，本发明可以作任何形式的修改。