谐波控制电路、适配器电路、适配器装置及电子设备的制作方法

1.本技术属于电源技术领域，尤其涉及一种谐波控制电路、适配器电路、适配器装置及电子设备。


背景技术：

2.pf值是功率因数，是指输入电压和输入电流的相位差的余弦值，pf值低会增大电网的损耗，效率是电源的输出功率和输入功率的比值，效率低会增加电源的损耗。
3.当前，越来越多的电子产品的功耗越来越大，而且，相当多的电子产品都需要配置适配器(adapter)给电池充电。一个产品运行在不同模式下时，功耗也是不同的。当适配器插入时，适配器既要给产品供电，又要给电池充电。当产品运行在大功耗模式下同时充电时，会对适配器造成很大的负担造成发热厉害，严重时会发生危险。
4.然而，目前现有大部分低pf的适配器应用方案存在谐波干扰较大的问题。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本技术实施例提供了一种谐波控制电路、适配器电路、适配器装置及电子设备，其目的在于：解决低pf的适配器应用方案存在谐波干扰较大的问题。
6.本技术实施例第一方面提供了一种谐波控制电路，与所述整流电路连接，所述谐波控制电路包括：储能模块、控制模块以及限流模块；
7.所述储能模块的第一端与所述整流电路的正极输出端连接；所述控制模块的输入端与所述整流电路连接，所述控制模块用于根据所述储能模块的充放电对所述整流电路的输出电流进行谐波处理，以消除谐波干扰；
8.所述限流模块的第一端与所述控制模块的输出端连接，所述限流模块的第二端与所述整流电路的负极输出端连接。
9.在一个实施例中，所述控制模块为用于控制所述储能模块充电和放电的电源电路。
10.在一个实施例中，所述控制模块为线性稳压电源芯片。
11.在一个实施例中，所述储能模块包括至少一个电解电容，所述至少一个电解电容的第一端与所述整流电路连接，所述至少一个电解电容的第二端与所述控制模块连接。
12.在一个实施例中，所述限流模块包括至少一个电阻，所述至少一个电阻的第一端与所述控制模块的输出端连接，所述至少一个电阻的第二端与所述整流电路的负极输出端连接。
13.本技术实施例第二方面还提供了一种适配器电路，所述适配器电路包括：
14.整流电路，用于对输入电流进行整流处理，生成直流电；
15.主功率电路，与所述整流电路连接，用于根据所述直流电生成驱动电流；
16.以及如上述任一项所述的谐波控制电路，所述谐波控制电路用于对所述整流电路的输出电流进行谐波补偿。
17.在一个实施例中，所述整流电路为整流桥。
18.本技术实施例第三方面还提供了一种适配器装置，包括：如上述任一项实施例所述的适配器电路。
19.本技术实施例第四方面还提供了一种电子设备，所述电子设备包括：负载；以及如上述任一项实施例所述的适配器电路，所述适配器电路与所述负载连接。
20.本技术实施例提供了一种谐波控制电路、适配器电路、适配器装置及电子设备，谐波控制电路包括：储能模块、控制模块以及限流模块，具体的，储能模块的第一端与整流电路的正极输出端连接，控制模块的输入端与整流电路连接，限流模块的第一端与控制模块的输出端连接，限流模块的第二端与整流电路的负极输出端连接，通过在整流电路的输出端设置谐波控制电路，由所述控制模块根据储能模块的充放电对整流电路的输出电流进行谐波补偿处理，可以消除谐波干扰，解决了低pf的适配器应用方案存在的谐波干扰较大的问题。
附图说明
21.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1为本技术的一个实施例提供的谐波控制电路的结构示意图；
23.图2为本技术的另一个实施例提供的适配器电路的结构示意图；
24.图3为本技术的另一个实施例提供的适配器电路的结构示意图；
25.图4为本技术的一个实施例提供的谐波相位角示意图。
具体实施方式
26.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本技术保护的范围。
27.本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含一系列步骤或单元的过程、方法或系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。此外，术语“第一”、“第二”和“第三”等是用于区别不同对象，而非用于描述特定顺序。
28.现有大部分低pf的适配器方案不能满足欧洲新emc的谐波要求，而单级pfc的适配器方案无法满足输出动态响应要求。
29.为了解决上述技术问题，本技术实施例提供了一种低成本的辅助电路，使低pf方案的适配器能够满足谐波标准要求，例如，欧洲新emc的谐波要求(iec/en 61000-3-2-2018)。且相比于用两级方案，或者增加填谷线路，外围更加简单，成本更低(例如，以5w适配器为例，成本增加3％-5％)，效果更好，通用性强，能应用于大部分的低pf方案的电路。
30.图1为本技术实施例提供的一种谐波控制电路20，该谐波控制电路20预设整流电路10的输出端，在具体应用中，可以设置于整流电路10与主功率电路之间。
31.参见图1所示，谐波控制电路20包括：储能模块21、控制模块22以及限流模块23。
32.具体的，储能模块21的第一端与整流电路10的正极输出端连接；控制模块22的输入端与整流电路10连接，控制模块22用于根据储能模块21的充放电对整流电路10的输出电流进行谐波补偿处理，以消除谐波干扰；限流模块23的第一端与控制模块22的输出端连接，限流模块23的第二端与整流电路10的负极输出端连接。
33.在本实施例中，通过在整流电路10的输出端设置谐波控制电路20，由控制模块22根据储能模块21的充放电对整流电路10的输出电流进行谐波补偿处理，可以消除谐波干扰，解决了低pf的适配器应用方案存在的谐波干扰较大的问题。
34.所述储能模块21可以是具有储能作用的元器件或者电路，其在控制模块22的作用下能实现充放电的过程。例如，储能模块21可以由电容器件或者具有储能作用的晶体管器件组成，或者储能模块21可以由电容器件与其他电阻、电感器件组成。
35.所述控制模块22可以是能够控制储能模块21进行充放电的元器件或者电路。例如，控制模块22由线性ic组成，用于控制储能模块21的充放电过程。
36.所述限流模块23可以是用于设置充放电流大小的元器件或者电路。例如，限流模块23可以为晶体管器件或者由可调电阻组成的电路。
37.在一个具体应用实施例中，在低pf适配电路中的整流桥后增加低成本的谐波控制电路20，使低pf方案的适配器产品能够满足欧洲新emc的谐波要求，而且该辅助电路外围简单，通用性强，能应用于大部分的适配器电路。
38.在一个实施例中，控制模块22可以为线性稳压电源芯片。
39.在具体应用中，控制模块22可以为由一个或者多个线性稳压电源芯片组成的线性稳压电路，或者为由一个线性稳压电源芯片及其外围电路组成的线性稳压电路。
40.在一个实施例中，线性稳压电源芯片的型号为78xx系列或者79xx系列。
41.具体的，线性稳压电源芯片的型号可以为7805、7806等。
42.在具体应用中，线性稳压电源芯片的型号不限于上述实施例中的示例，可以根据用户需要进行选择。
43.在一个实施例中，储能模块21包括至少一个电解电容，至少一个电解电容的第一端与整流电路10连接，至少一个电解电容的第二端与控制模块22连接。
44.在本实施例中，储能模块21的作用是为谐波控制电路20提供充放电平衡，在具体应用中，通过至少一个电解电容组成储能模块21，利用电解电容的充放电，在输出电流设定好的条件下，就可以通过调节充电电流的大小，从而改变输入电容的充放电时间比例，以满足新erp谐波相位角需求。
45.在一个实施例中，限流模块23包括至少一个电阻，至少一个电阻的第一端与控制模块22的输出端连接，至少一个电阻的第二端与整流电路10的负极输出端连接。
46.在本实施例中，控制模块22模块输出端设置电路模块，可以由限流模块23调节其输出电流。
47.在一个实施例中，参见图3所示，储能模块21由第一电解电容ec1组成。
48.在一个实施例中，参见图3所示，限流模块23包括第四电阻r4和第五电阻r5，第四
电阻r4和第五电阻r5并联。
49.第一电解电容ec1的第一端与整流电路10的正极输出端连接，第一电解电容ec1的第二端与线性稳压电源芯片u1的输入引脚drain连接，线性稳压电源芯片u1的输出端isense、第四电阻r4的第一端以及第五电阻r5的第一端共接，第四电阻r4的第二端与第五电阻r5的第二端共接于整流电路10的负极输出端。
50.图2为本技术实施例提供的一种适配器电路，参见图2所示，适配器电路包括：整流电路10、主功率电路30以及如上述任一项实施例的谐波控制电路20。
51.具体的，整流电路10用于对输入电流进行整流处理，生成直流电；主功率电路30与整流电路10连接，用于根据直流电生成驱动电流；谐波控制电路20用于对整流电路10的输出电流进行谐波补偿。
52.在一个实施例中，参见图3所示，整流电路10为整流桥bd。
53.在一个实施例中，参见图3所示，主功率电路30包括：第一电感l1、第一电容c1、第二电容c2、第三电容c3、第四电容c4、第五电容c5、第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第六电阻r6、第七电阻r7、第八电阻r8、第九电阻r9、第十电阻r10、第十一电阻r11、第十二电阻r12、第十三电阻r13、第十四电阻r14、第一二极管d1、第二二极管d2、第三二极管d3、第四二极管d4、第一开关管q1、第二开关管q2、第二电解电容ec2、第三电解电容ec3、驱动芯片u2、稳压管zd1、第一安规电容cy1、第二安规电容cy2以及变压器t1。
54.第一电感l1的第一端与第一电阻r1的第一端共接于整流电路10，第一电感l1的第二端、第一电阻r1的第二端、第二电解电容ec2的第一端、第二电阻r2的第一端、第六电阻r6的第一端、第七电阻r7的第一端、第一电容c1的第一端以及变压器t1的原边绕组的第一端共接构成总线信号端，第二电阻r2的第二端与第三电阻r3的第一端连接，第三电阻r3的第二端与第一开关管q1的第一端连接，第一开关管q1的控制端与驱动芯片u2的转换引脚连接，第一开关管q1的第二端、稳压管zd1的阴极、第二电容c2的第一端以及第八电阻r8的第一端共接于驱动芯片u2的电源引脚vcc，稳压管zd1的阳极、第二电容c2的第二端、第三电容c3的第一端以及驱动芯片u2的接地引脚gnd共接于地，第三电容c3的第二端与驱动芯片u2的补偿引脚com连接，第六电阻r6的第二端、第七电阻r7的第二端、第一电容c1的第二端共接于第二二极管d2的阴极，第二二极管d2的阳极、第二开关管q2的第一端共接于原边绕组的第二端，第二开关管q2的控制端与驱动芯片u2的栅极驱动引脚gate连接，第二开关管q2的第二端、第十一电阻r11的第一端、第十二电阻r12的第一端共接于驱动芯片u2的电流检测引脚isense，驱动芯片u2的反馈引脚fb、第十电阻r10的第一端、第四电容c4的第一端以及第九电阻r9的第一端共接，第四电容c4的第二端、第十电阻r10的第二端、第十一电阻r11的第二端以及第十二电阻r12的第二端共接于地，第八电阻r8的第二端与第三二极管d3的阴极连接，第三二极管d3的阳极、第九电阻r9的第二端共接于变压器t1的第一次级绕组的第一端，变压器t1的第一次级绕组的第二端接地。
55.变压器t1的第二次级绕组的第一端、第四二极管d4的阳极以及第十三电阻r13的第一端共接，第十三电阻r13的第二端与第五电容c5的第一端连接，第五电容c5的第二端、第四二极管d4的阴极、第十四电阻r14的第一端以及第三电解电容ec3的第一端共接构成主功率电路30的正极输出端s4 ，变压器t1的第二次级绕组的第二端、第十四电阻r14的第二端、第三电解电容ec3的第二端、第一安规电容cy1的第一端、第二安规电容cy2的第一端共
接于公共接地端sgnd，并构成主功率电路30的负极输出端s3-，第一安规电容cy1的第二端与总线信号端vbus连接，第二安规电容cy2的第二端接地gnd。
56.在本实施例中，第一开关管和第二开关管可以为n型mos管。
57.在本实施例中，利用电解电容(第一电解电容ec1)实现充放电平衡，结合图4所示，即：
58.ich*tch＝io*to；
59.ich为充电电流，tch为充电时间，io为放电电流，to为放电时间。
60.当电解电容充电的时候，此时电解电容的充电路径为：整流电路10的正极输出端
→
第一电解电容ec1
→
线性稳压电源芯片u1
→
第四电阻r4和第五电阻r5
→
整流电路10的负极输出端，充电电流从总线信号端vbus流向电解电容，进入线性稳压电源芯片u1，经过电阻回到接地端gnd上。
61.当电解电容放电的时候，其放电路径为：第一电解电容ec1
→
第一二极管d1
→
第一电阻r1和第一电感l1
→
变压器t1的原边绕组
→
第二开关管q2
→
第十一电阻r11和第十二电阻r12
→
驱动芯片u2
→
线性稳压电源芯片u1
→
第一电解电容ec1，放电电流从电解电容正极流出，经过主功率回路到接地端gnd再回到电解电容的负极。
62.在输出电流设定好的条件下，就可以通过调节充电电流的大小，从而改变输入电容的充放电时间比例，以满足新erp谐波相位角需求，例如，结合图4中的效果图，在导通角60
°
前，电流至少要达到5％的电流峰值，在65
°
前，电流要达到最大值，在90％时，电流值不能小于5％。
63.本技术实施例还提供了一种适配器装置，包括：如上述任一项实施例所述的适配器电路。
64.本技术实施例还提供了一种电子设备，所述电子设备包括：负载；以及如上述任一项实施例所述的适配器电路，所述适配器电路与所述负载连接。
65.在具体应用中，该电子设备可以为灯具，该负载可以为光源模组。
66.本技术实施例提供了一种谐波控制电路、适配器电路、适配器装置及电子设备，谐波控制电路包括：储能模块、控制模块以及限流模块，具体的，储能模块的第一端与整流电路的正极输出端连接，控制模块的输入端与整流电路连接，限流模块的第一端与控制模块的输出端连接，限流模块的第二端与整流电路的负极输出端连接，通过在整流电路的输出端设置谐波控制电路，由所述控制模块根据所述储能模块的充放电对所述整流电路的输出电流进行谐波补偿处理，可以消除谐波干扰，解决了低pf的适配器应用方案存在的谐波干扰较大的问题。
67.在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
68.所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
69.另外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单
元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
70.以上所述实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本技术的保护范围之内。