[發明專利]一種基于功率因素校正的高效調功裝置

無效

• 申請號: 201010537163.5
• 申請日: 2010-11-10
• 公開（公告）號: CN101976958A
• 公開（公告）日: 2011-02-16
• 發明（設計）人: 程玉華;白利兵;周科;陳凱
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H02M5/458
• 分類號: H02M5/458;H02M1/42
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 溫利平

1.一種基于功率因素校正的高效調功裝置，包括：

一前端功率因素校正電路；前端功率因素校正電路包括全橋整流電路、儲能電感、金屬氧化物半導體場效應管(Metal?Oxide?Semiconductor?Field?Effect?Transistor，MOSFET)，二極管以及儲能電容；從電網獲得的正弦電壓Uac經過全橋整流電路后，輸出直流電壓Ui，然后，經儲能電感一路輸給二極管正端，再從二極管負端輸出給儲能電容正端，儲能電容的負端接地，另一路輸出到金屬氧化物半導體場效應管的漏極，金屬氧化物半導體場效應管的源極接地；

其特征在于，還包括：

一后端功率調節電路；后端功率調節電路包括四只絕緣柵雙極型晶體管(Insulated?Gate?Bipolar?Transistor，IGBT)Q_1～4和變壓器；儲能電容的正端分別接兩只絕緣柵雙極型晶體管Q₁、Q₂的集電極，然后這兩只絕緣柵雙極型晶體管Q₁、Q₂的發射極分別接另兩只絕緣柵雙極型晶體管Q₃、Q₄的集電極并同時分別接變壓器的初級兩端，另兩只絕緣柵雙極型晶體管Q₃、Q₄的發射極接地，變壓器的次級輸出給用電設備；

一微控制器；微控制器中包括相位捕獲模塊、采樣模塊；相位捕獲模塊用于捕獲從電網獲得的正弦電壓Uac的過零點，采樣模塊用于采集整流后的直流電壓Ui、電流Ii及儲能電容兩端的電壓Uc和絕緣柵雙極型晶體管Q₁、Q₄或Q₂、Q3導通時的輸出電流Ic；

微控制器輸出脈沖觸發信號J給前端功率因素校正電路中金屬氧化物半導體場效應管的柵極，其占空比為：

其中：

Ts＝Ti/N，

式(1)中，Ts表示金屬氧化物半導體場效應管完成一次通斷操作的控制周期，Ti表示從電網獲得的正弦電壓Uac的相鄰兩次過零點間的時間間隔，N為每一個Ti時間間隔內對金屬氧化物半導體場效應管的控制次數，Uim是上一個時間間隔Ti采集直流電壓Ui計算得到的幅值，Ucset為儲能電容兩端的電壓Uc的期望值，為根據設計確定的一個常量，n表示Ui過零點后的第n個控制周期，相應的D(n)表示第n個控制周期內脈沖觸發信號的占空比，Ii(n)表示第n個控制周期開始時刻采樣模塊采集的整流后的直流電流Ii的值，Iset為設定電流的幅值，Pset是輸出功率設定值，Uirms為整流后的直流電壓Ui的有效值，Kp、Kpp為比例控制參數、Ki、Kip為積分控制參數，Ucavg為儲能電容兩端的電壓Uc在一個Ti時間間隔內的平均值；

式(1)中，表示：

對整流后的直流電流Ii每個時間間隔Ti內的第n個控制周期的設定電流值與采集值的差值進行累加，

式(1)中表示：

對儲能電容兩端的電壓Uc每個時間間隔Ti內期望值Ucset與平均值Ucavg_m的差值進行累加；

其中：

t為調功裝置本次運行已經持續的時間；

為取小于t/Ti的最大整數；

微控制器輸出還輸出脈沖觸發信號J_1～4分別給四只絕緣柵雙極型晶體管Q_1～4的柵極，其中脈沖觸發信號J₁、J₄相同，其占空比為：

Dc=12PsetUc×Ic,]]>且小于1/2????????(2)

脈沖觸發信號J₂、J₃相同，其占空比與脈沖觸發信號J₁、J₄相同，但在時序上比脈沖觸發信號J₁、J₄延遲1/2Tc，Tc為脈沖觸發信號J_1～4的周期。