[實用新型]單相功率因數校正滯環電流控制器

有效

• 申請號: 200820154354.1
• 申請日: 2008-10-23
• 公開（公告）號: CN201312258Y
• 公開（公告）日: 2009-09-16
• 發明（設計）人: 管洪飛;楊喜軍;馬少才
• 申請（專利權）人: 上海儒競電子科技有限公司
• 主分類號: H02M1/42
• 分類號: H02M1/42
• 代理公司: 上海光華專利事務所
• 代理人: 余明偉

技術領域

本實用新型屬于微控制器技術領域，涉及一種單相功率因數校正滯環電流控制器。

背景技術

隨著微控制器技術的發展以及考慮到數字控制的靈活性和可塑性，采用數字控制技術的單相有源功率因數校正(APFC)電路正在日益成為技術發展的主流，有取代傳統模擬APFC的趨勢。數字控制APFC具有很多優點，通過微控制器，很多新的調制策略和控制算法可以實現。現有的控制器還沒有利用APFC的控制器。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是：提供新型的采用滯環電流控制技術、根據需要輸出功率大小和輸入電壓有效值確定輸入電流給定的單相有源功率因數校正電路的數字設計方案，可以適用所有APFC的應用場合，具有概念清新、靈活性強、校正效果佳之優點。

為解決上述技術問題，本實用新型采用如下技術方案：

一種單相功率因數校正滯環電流控制器，該控制器包括控制電路及功率電路，控制電路與功率電路連接；

所述控制電路包括：

檢測模塊，用以完成檢測正弦半波輸入電壓、分流電阻電壓、輸出電壓和輸出電流；

數控模塊，用以對上述正弦半波輸入電壓、分流電阻電壓、輸出電壓和輸出電流進行模數轉換；并計算出輸出功率，而后根據輸入電壓有效值計算輸入電流的給定，進而根據滯環寬度確定給定電流的外限和內限，電感的實際電流限制在外限和內限之間；當實際電流達到外限和內限時，經過一觸發器生成PWM脈沖信號；

驅動模塊，用以根據所述觸發器產生PWM脈沖信號生成PWM驅動脈沖；

所述功率電路用以接收單相交流輸入電壓和來自控制電路的PWM驅動脈沖，控制功率開關的開通與關斷，調節升壓電感的充電和放電，完成功率因數校正的設計功能。

作為本實用新型的一種優選方案，所述檢測模塊包括若干運放器，所述各運放器的一入口與所述功率電路連接，所述各運放器的一出口與數控模塊連接。

作為本實用新型的一種優選方案，所述數控模塊包括若干模數轉換濾波單元、輸入電壓有效值計算單元、輸入電流有效值計算單元、輸出功率計算單元、滯環寬度給定單元、外限計算單元、內限計算單元、外限減法單元、內限減法單元、外限比較單元、內限比較單元、RS觸發器和輸入電壓過零判斷單元；

所述輸入電壓有效值計算單元、電壓過零判斷單元、輸出功率計算單元的出口與輸入電流有效值計算單元的入口連接；

所述輸入電流有效值計算單元、滯環寬度給定單元的出口分別與外限計算單元、內限計算單元的入口連接；

所述外限計算單元的出口與外限減法單元的入口連接，所述內限計算單元的出口與內限減法單元的入口連接；

所述外限減法單元的出口與外限比較單元的入口連接，所述內限減法單元的出口與內限比較單元的入口連接；

所述外限比較單元、內限比較單元的出口接入所述RS觸發器。

作為本實用新型的一種優選方案，所述數控模塊包括四個模數轉換濾波單元ADC1、ADC2、ADC3、ADC4；所述模數轉換濾波單元ADC1的出口與所述輸入電壓有效值計算單元、輸入電壓過零判斷單元的入口連接；所述模數轉換濾波單元ADC2的出口與所述外限減法單元的同相入口、內限減法單元的反相入口連接；所述模數轉換濾波單元ADC3、ADC4的出口與所述輸出功率計算單元的入口連接。

作為本實用新型的一種優選方案，所述驅動模塊為一推挽驅動器。

作為本實用新型的一種優選方案，所述功率電路包括相交流電源VS、整流橋B、若干電阻R3、R4等、等效負載電阻RL、四電容C1、C2、C3、C4、電感L1、電解電容E1、快速恢復功率二極管FRD1、穩壓二極管ZD1、功率開關S1；所述電阻中包括分流電阻RS1、RS2；

所述整流橋B的兩個交流入口分別連接電容C1的兩端，并與交流電源VS的兩端相連；

所述整流橋B的直流正極與電感L1的一端相連，電感L1的另一端與快速恢復功率二極管FRD1的陽極、電容C2的一端、功率開關S1的集電極共同相連；

所述快速恢復功率二極管FRD1的陰極與電容C2的另一端相連后與電容C3的一端、電解電容E1的正極、電阻R4的一端以及一等效負載電阻RL的一端相連；

所述整流橋B的直流負極與一分流電阻RS1的一端相連，該分流電阻RS1的另一端接地；整流橋B的直流負極通過一電阻R3與電容C4連接，電容C4的另一端接地；

所述功率開關S1的門極與穩壓二極管ZD1的陰極相連后與控制電路中的PWM出口相連，功率開關S1的發射極、穩壓二極管ZD1的陽極分別接地；