一种交错式PFC电路及电子设备的制作方法

一种交错式pfc电路及电子设备
技术领域
1.本实用新型涉及电源电路技术领域，更具体地说，涉及一种交错式pfc电路及电子设备。


背景技术：

2.当前交错式pfc电路工作时，其主要通过对应的pfc控制芯片实现对pfc电路中的开关电路进行控制器。同时通过pfc控制芯片实现对pfc电路出现异常时的关断动作。例如在输出端短路或者负载过大导致电流时，其需要pfc芯片对电流进行门限判定，并输出控制信号进行控制。软件控制的过程其由于延时性，并不能及时对电流异常进行响应，电路可靠性存在的风险。


技术实现要素：

3.本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种交错式pfc电路及电子设备。
4.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种交错式pfc电路，包括：电源输入端、整流单元、第一电流检测单元、若干pfc主单元、与所述若干pfc主单元一一对应的若干pfc驱动单元和若干第二电流检测单元，以及驱动电平生成单元；
5.所述电源输入端连接所述整流单元的输入端；
6.所述pfc主单元的输入端分别连接所述整流单元的第一输出端，所述pfc主单元的输出端互相连接、用于输出工作电压；
7.所述第一电流检测单元连接所述整流单元的第二输出端，用于获取所述整流单元的输出电流并生成第一检测电平；
8.所述第二电流检测单元与对应的所述pfc主单元的回路相连接，用于获取所述pfc主单元的回路电流并生成对应的第二检测电平；
9.所述驱动电平生成单元分别连接所述第一电流检测单元和所述第二电流检测单元，用于接收所述第一检测电平和所述第二检测电平并生成第一驱动电平；
10.所述pfc驱动单元分别连接所述驱动电平生成单元和对应的所述pfc主单元，用于接收所述第一驱动电平以驱动所述pfc主单元动作。
11.优选地，在本实用新型所述的交错式pfc电路中，所述第一电流检测单元包括：第一采样电阻、放大电路、第一比较电路和第一基准电路；
12.所述第一采样电阻的第一端连接所述整流单元的第二输出端和所述放大电路的第一输入端，所述第一采样电阻的第二端接地且所述第一采样电阻的第二端连接所述放大电路的第二输入端，所述放大电路的输出端连接所述第一比较电路的第一输入端，所述第一比较电路的第二输入端连接所述第一基准电路，所述第一比较电路的输出端连接所述驱动电平生成单元。
13.优选地，在本实用新型所述的交错式pfc电路中，所述放大电路包括第一运算放大器、电阻r14、电阻r15、电阻r16、电阻r19和电阻r22；所述第一运算放大器的同向输入端经
串联连接的所述电阻r16和所述电阻r15连接所述第一采样电阻的第二端；所述第一运算放大器的反向输入端经串联连接的所述电阻r14和所述电阻r19连接所述第一采样电阻的第一端；所述第一运算放大器的输出端经所述电阻r22连接所述第一运算放大器的反向输入端，且所述第一运算放大器的输出端连接所述第一比较电路的第一输入端；和/或
14.所述第一比较电路包括第二运算放大器、电阻r18、电阻r12和电阻r17；所述第二运算放大器的同向输入端连接所述第一基准电路，所述第二运算放大器的反向输入端经所述电阻r18连接所述放大电路的输出端，所述第二运算放大器的输出端连接所述电阻r12的第一端和所述电阻r17的第一端，所述电阻r12的第二端用于输入一电源电压，所述电阻r17的第二端连接所述驱动电平生成单元；和/或
15.所述第一基准电路包括电阻r13和电阻r20；所述电阻r13的第一端用于输入一电源电压，所述电阻r13的第二端连接所述电阻r20的第一端和所述第一比较电路的第二输入端，所述电阻r20的第二端接地。
16.优选地，在本实用新型所述的交错式pfc电路中，所述第二电流检测单元包括第二采样电阻、第二比较电路和第二基准电路；
17.所述第二采样电阻的第一端连接所述pfc主单元回路和所述第二比较电路的第一输入端，所述第二采样电路的第二端接地，所述第二比较电路的第二输入端连接所述第二基准电路，所述第二比较电路的输出端连接所述驱动电平生成单元。
18.优选地，在本实用新型所述的交错式pfc电路中，与所述若干第二电流检测单元分别对应的所述第二基准电路为同一基准电路。
19.优选地，在本实用新型所述的交错式pfc电路中，所述第二比较电路包括一第一电阻和第三运算放大器，所述第三运算放大器的反向输入端连接所述第一电阻的第一端，所述第一电阻的第二端连接第二采样电阻的第一端，所述第三运算放大器的同向输入端连接所述第二基准电路；和/或
20.所述第二基准电路包括一第二电阻和一第三电阻，所述第二电阻的第一端连接一电源电压，所述第二电阻的第二端连接所述第二比较电路的第二输入端和所述第三电阻的第一端，所述第三电阻的第二端接地。
21.优选地，在本实用新型所述的交错式pfc电路中，所述pfc主单元包括pfc电感、pfc开关管和升压二极管；所述pfc电感的第一端连接所述整流单元的第一输出端，所述pfc电感的第二端连接所述升压二极管的阳极和所述pfc开关管的第二端，所述升压二极管的阴极用于输出工作电压，所述pfc开关管的第三端连接所述第二采样电阻的第一端，所述pfc开关管的第一端连接所述pfc驱动单元。
22.优选地，在本实用新型所述的交错式pfc电路中，与所述若干pfc主单元对应的若干所述升压二极管为阴极互相连接的集成芯片。
23.优选地，在本实用新型所述的交错式pfc电路中，所述pfc驱动单元包括驱动芯片、第一二极管、第二二极管、一第四电阻和一第五电阻；
24.所述驱动芯片的输入管脚连接所述第一二极管的阳极，所述第一二极管的阴极连接所述驱动电平生成单元；所述驱动芯片的输出端连接所述第四电阻的第一端和所述第二二极管的阴极，所述第二二极管的阳极连接所述第五电阻的第一端，所述第四电阻和所述第五电阻的第二端均连接所述pfc开关管的第一端；所述驱动芯片的输入管脚还用于输入
第二驱动电平。
25.优选地，在本实用新型所述的交错式pfc电路中，所述驱动电平生成单元包括开关电路、电阻r2和电阻r4；
26.所述开关电路的第一端连接所述第一电流检测单元和所述第二电流检测单元，所述开关电路的第二端连接所述电阻r2的第一端和所述电阻r4的第一端，所述电阻r2的第二端用于输入一电源电压，所述电阻r4的第二端连接所述pfc驱动单元；所述开关电路的第三端接地。
27.优选地，在本实用新型所述的交错式pfc电路中，所述开关电路包括三极管q3；所述三极管q3的基极连接所述第一电流检测单元和所述第二电流检测单元，所述三极管q3的发射极接地，所述三极管q3的集电极连接所述电阻r2的第一端和所述电阻r4的第一端。
28.本实用新型还构造一种电子设备，包括如上面任意一项所述的交错式pfc电路。
29.实施本实用新型的一种交错式pfc电路及电子设备，具有以下有益效果：采用硬件过流保护实现实时保护，产品可靠性更高。
附图说明
30.下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
31.图1是本实用新型一种交错式pfc电路一实施例的结构示意图；
32.图2是本实用新型一种交错式pfc电路一实施例的电路原理图；
33.图3是本实用新型一种交错式pfc电路另一实施例的电路原理图。
具体实施方式
34.为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。
35.如图1所示，在本实用新型的一种交错式pfc电路第一实施例中，包括：电源输入端110、整流单元120、第一电流检测单元130、若干pfc主单元140、与若干pfc主单元140一一对应的若干pfc驱动单元160和若干第二电流检测单元150，以及驱动电平生成单元170；电源输入端110连接整流单元120的输入端；pfc主单元140的输入端分别连接整流单元120的第一输出端，pfc主单元140的输出端互相连接、用于输出工作电压；第一电流检测单元130连接整流单元120的第二输出端，用于获取整流单元120的输出电流并生成第一检测电平；第二电流检测单元150与对应的pfc主单元140的回路相连接，用于获取pfc主单元140的回路电流并生成对应的第二检测电平；驱动电平生成单元170分别连接第一电流检测单元130和第二电流检测单元150，用于接收第一检测电平和第二检测电平并生成第一驱动电平；pfc驱动单元160分别连接驱动电平生成单元170和对应的pfc主单元140，用于接收第一驱动电平以驱动pfc主单元140动作。具体的，整流单元120连接电源输入端110，对电源输入端110的交流输入进行整流以得到整流输出。pfc主单元140作为功率校正单元，对整流单元120的整流输出进行功率校正，最终得到需要的工作电压输出。其中pfc主单元140的数量可以为多个，pfc主单元140的输入端均连接整流单元120的第一输出端，pfc主单元140的输出端互相连接后连接工作电路，均用于对工作电路提供工作电流。第一电流检测单元130连接整流单元120的第二输出端，用来检测整流单元120的输出电流并输出对应的第一检测电平。第
二电流检测单元150连接在各个pfc主电路中的回路中，用来对pfc主单元140的回路电流进行检测并得到对应的第二检测电平。可以理解，第二电流检测单元150与pfc主单元140为一一对应关系，每一个pfc主单元140通过一第二电流检测单元150获取对应的第二检测电平。驱动电平生成单元170连接第一电流检测单元130和第二电流检测单元150，接收第一检测电平和第二检测电平并对应的输出第一驱动电平，pfc主单元140接收该第一驱动电平并根据该第一驱动电平对应的驱动pfc主单元140动作，例如关断或导通pfc主单元140。其整个电路为硬件电路，实现成本低，使整机产品具有竞争力。同时，采用硬件过流保护实现实时保护，相比于软件检测和控制过程，其不会出现误动作现象使产品可靠性更高；保护的可靠性使产品更具有竞争力，降低了控制器的失效率。
36.如图2所示，第一电流检测单元130包括：第一采样电阻、放大电路、第一比较电路和第一基准电路；第一采样电阻的第一端连接整流单元120的第二输出端和放大电路的第一输入端，第一采样电阻的第二端接地且第一采样电阻的第二端连接放大电路的第二输入端，放大电路的输出端连接第一比较电路的第一输入端，第一比较电路的第二输入端连接第一基准电路，第一比较电路的输出端连接驱动电平生成单元170。具体的，通过整流单元120的第二输出端经第一采样电阻rh3获取采样电压，该采样电压经放大电路放大后，输入至第一比较电路，第一比较单电路同时接收第一基准单元提供的基准电压和第一放大电路的输出电压并进行比较，根据比较结果输出高电平或者低电平。
37.可选的，放大电路包括第一运算放大器、电阻r14、电阻r15、电阻r16、电阻r19和电阻r22；第一运算放大器的同向输入端经串联连接的电阻r16和电阻r15连接第一采样电阻rh3的第二端；第一运算放大器的反向输入端经串联连接的电阻r14和电阻r19连接第一采样电阻的第一端；第一运算放大器的输出端经电阻r22连接第一运算放大器的反向输入端，且第一运算放大器的输出端连接第一比较电路的第一输入端；具体的，放大电路中，运算放大器u22a的反向输入端经串联连接的电阻r14和电阻r19连接第一采样电阻rh3的第一端，运算放大器u22a的同向输入端经串联连接的电阻r15和电阻r16连接第一采样电阻rh3的第二端，同时运算放大器u22a反向输入端经电阻r22连接至其输出端。该放大电路的放大比例通过电阻r14、电阻r19和电阻r22值确定。
38.可选的，第一比较电路包括第二运算放大器、电阻r18、电阻r12和电阻r17；第二运算放大器的同向输入端连接第一基准电路，第二运算放大器的反向输入端经电阻r18连接放大电路的输出端，第二运算放大器的输出端连接电阻r12的第一端和电阻r17的第一端，电阻r12的第二端用于输入一电源电压，电阻r17的第二端连接驱动电平生成单元170；具体的，第一比较电路中，通过运算放大器u22b对放大电路的输出与第一基准电路的基准电压进行比较。例如，当放大电路的输出大于第一基准电路的基准电压时，该第一比较电路输出一电平，例如输出一低电平，当放大电路的输出小于或等于第一基准电路的基准电压时，该第一比较电路输出另一电平，例如输出一高电平。
39.可选的，第一基准电路包括电阻r13和电阻r20；电阻r13的第一端用于输入一电源电压，电阻r13的第二端连接电阻r20的第一端和第一比较电路的第二输入端，电阻r20的第二端接地。具体的，第一基准电路可以通过串联连接的电阻r13和电阻r20组成的分压电路得到分压。该分压即对应的第一基准电路的基准电压输出。
40.可选的，第二电流检测单元150包括第二采样电阻、第二比较电路和第二基准电
路；第二采样电阻的第一端连接pfc主单元140回路和第二比较电路的第一输入端，第二采样电路的第二端接地，第二比较电路的第二输入端连接第二基准电路，第二比较电路的输出端连接驱动电平生成单元170。具体的，第二采样电阻连接至pfc主单元140的回路中，其可以一端连接pfc主单元140回路，另一端接地，对pfc主单元140的回路电流进行采样得到对应的采样电压。第二比较电路接收该采样电压，并同第二基准电路提供的基准电压进行比较，根据比较结果输出对应的检测电平。其每一pfc主单元140对应的第二电流检测单元150可以相同也可以不同。在一具体实施例中，第二采样电阻可以为rh2或者rh1。
41.可选的，与若干第二电流检测单元150分别对应的第二基准电路为同一基准电路。具体的，第二电流检测单元150中，其对应的第二基准电路可以为同一个基准电路，即，对每个pfc主单元140的检测电流与同一参考值进行比较，以得到电流检测的检测结果。
42.可选的，第二比较电路包括一第一电阻和第三运算放大器，第三运算放大器的反向输入端连接第一电阻的第一端，第一电阻的第二端连接第二采样电阻的第一端，第三运算放大器的同向输入端连接第二基准电路；具体的，在每一第二比较电路中，均可以一运算放大器对第一电流采样电阻的输出和第二基准单元的输出进行比较。在一实施例中，运算放大器可以为u21a或21b。
43.可选的，第二基准电路包括一第二电阻和一第三电阻，第二电阻的第一端连接一电源电压，第二电阻的第二端连接第二比较电路的第二输入端和第三电阻的第一端，第三电阻的第二端接地。具体的，第二基准单元中，通过串联连接的第二电阻和第三电阻对一个供电电压进行分压以得到基准电压。如，基准单元可以通过电阻r1和电阻r3组成。
44.可选的，pfc主单元140包括pfc电感、pfc开关管和升压二极管；pfc电感的第一端连接整流单元120的第一输出端，pfc电感的第二端连接升压二极管的阳极和pfc开关管的第二端，升压二极管的阴极用于输出工作电压，pfc开关管的第三端连接第二采样电阻的第一端，pfc开关管的第一端连接pfc驱动单元160。具体的，pfc主单元140中，pfc电感的一端连接整流单元120的输出端，另一端连接升压二极管，并通过升压二极管连接至工作电路，可以通过控制pfc开关管的导通使输入电流能跟踪输入电压的变化。
45.可选的，在本实用新型的交错式pfc电路中，与若干pfc主单元140对应的若干升压二极管为阴极互相连接的集成芯片。pfc主单元140输出端的升压二极管可以采用集成芯片。
46.可选的，在一实施例中，包括两路pfc主单元组成交错式pfc电路，其中一路pfc主单元中，包括pfc电感l1和pfc开关管q2，另一路pfc主单元中，包括pfc电感l2和pfc开关管q2，两路pfc主单元中，升压二极管采用集成芯片d1，其中集成芯片d1的第一管脚连接pfc电感l1的第二端，集成芯片d1的第三管脚连接pfc电感l2的第二端，集成芯片d1的第三管脚连接工作电路用于输出工作电压。pfc开关管q1的第一端连接至驱动芯片u1的输出端，通过驱动芯片u1驱动导通或关断，实现对该pfc主单元的驱动动作。pfc开关管q2的第一端连接至驱动芯片u2，通过驱动芯片u2驱动导通或关断，实现对该pfc主单元的驱动动作。其中采样电阻rh1连接pfc开关管q1的第三端与地之间，用来获取该pfc主单元的检测电流，采样电阻rh2连接pfc开关管q2的第三端与地之间，用来获取该pfc主单元的检测电流。
47.可选的，如图3所示，pfc驱动单元160包括驱动芯片、第一二极管、第二二极管、一第四电阻和一第五电阻；驱动芯片的输入管脚连接第一二极管的阳极，第一二极管的阴极
连接驱动电平生成单元170；驱动芯片的输出端连接第四电阻的第一端和第二二极管的阴极，第二二极管的阳极连接第五电阻的第一端，第四电阻和第五电阻的第二端均连接pfc开关管的第一端；驱动芯片的输入管脚还用于输入第二驱动电平。具体的，驱动电平生成单元170输出的第一驱动电平输入至驱动芯片。
48.可选的，驱动电平生成单元170包括开关电路、电阻r2和电阻r4；开关电路的第一端连接第一电流检测单元130和第二电流检测单元150，开关电路的第二端连接电阻r2的第一端和电阻r4的第一端，电阻r2的第二端用于输入一电源电压，电阻r4的第二端连接pfc驱动单元160；开关电路的第三端接地。具体的，通过第一电流检测单元130和第二电流检测单元150输出的检测电平驱动驱动电平生成单元170中的开关电路导通或关断，在该开关单元导通时，驱动电平生成单元170对应的输出低电平，当该开关单元关断时，驱动电平生成单元170对应的输出高电平。其中，开关单元在第一电流检测单元130和若干第二电流检测单元150中，只要任意一个电流出现异常，或者任意一一个输出高电平时，就会导通，驱动电平生成单元170对应的生成低电平。
49.可选的，开关电路包括三极管q3；三极管q3的基极连接第一电流检测单元130和第二电流检测单元150，三极管q3的发射极接地，三极管q3的集电极连接电阻r2的第一端和电阻r4的第一端。具体的，驱动电平生成单元170中的开关单路可以采用三极管q3，该三极管q3的基极连接第一电流检测单元130和第二电流检测单元150，通过第一电流检测单元130和第二电流检测单元150输出的检测电平驱动导通或关断。
50.另，本实用新型的一种电子设备，包括如上面任意一项的交错式pfc电路。其通过多路pfc主单元140实现对工作电路的同时供电，并在在工作电路异常或者任意一路pfc主单元140工作异常时，均能实现对整个pfc电路的进行关断。
51.可以理解的，以上实施例仅表达了本实用新型的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围；因此，凡跟本实用新型权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本实用新型权利要求的涵盖范围。