[發(fā)明專利]一種功率因數(shù)調(diào)節(jié)電路和控制方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310010608.8
• 申請(qǐng)日: 2013-01-12
• 公開（公告）號(hào): CN103208805A
• 公開（公告）日: 2013-07-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 康龍?jiān)?/a>;陶思念;姜?jiǎng)P;林玉健;溫懋勤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): H02J3/18
• 分類號(hào): H02J3/18
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及功率因數(shù)調(diào)節(jié)技術(shù)領(lǐng)域，具體的說(shuō)涉及用于對(duì)電網(wǎng)中的感性電力負(fù)荷如電動(dòng)機(jī)、變壓器、日光燈及電弧爐等設(shè)備的功率因數(shù)調(diào)節(jié)電路和控制方法。

背景技術(shù)

目前無(wú)功補(bǔ)償可以分為高壓無(wú)功補(bǔ)償和低壓無(wú)功補(bǔ)償。無(wú)功補(bǔ)償?shù)奶匦跃褪侵谎a(bǔ)前面的，所以在高壓處裝無(wú)功補(bǔ)償裝置一是價(jià)位高，二是補(bǔ)償效果不明顯。低壓無(wú)功補(bǔ)償?shù)姆绞娇煞譃榧醒a(bǔ)償和就地補(bǔ)償。無(wú)功補(bǔ)償?shù)难b置可分為靜態(tài)、動(dòng)態(tài)、靜態(tài)+動(dòng)態(tài)。低壓無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償成套裝置利用控制器跟蹤系統(tǒng)無(wú)功負(fù)荷的變化，選功率因數(shù)或無(wú)功功率作為判據(jù)，使系統(tǒng)的功率因數(shù)保持為最佳狀態(tài)，但是其都是通過(guò)投切電容器等實(shí)現(xiàn)無(wú)功補(bǔ)償，無(wú)法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制與跟蹤，且只能實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)的最優(yōu)化，而無(wú)法實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)為一的精確調(diào)整。目前廣泛使用的功率因數(shù)調(diào)節(jié)技術(shù)是通過(guò)晶閘管投切電容器進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，?但投切電容器移植性較差，對(duì)不同的負(fù)載需要不同容值的電容器，另外投切電容器必須并聯(lián)在交流電源中，所以電容器需要較高的耐壓值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種功率因數(shù)調(diào)節(jié)電路和控制方法，不僅解決了電容耐壓的問(wèn)題，對(duì)不同的負(fù)載只需改變控制程序就能夠很好的實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)調(diào)節(jié)，使負(fù)載呈現(xiàn)無(wú)阻性，保證負(fù)載電壓和電流同相位。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：?

一種功率因數(shù)調(diào)節(jié)電路，其包括主電路、輔助電源模塊、單片機(jī)控制模塊和驅(qū)動(dòng)模塊，輸入電源Vac的AC+接輔助電源模塊的輸入，AC-接地；輔助電源模塊的輸出Vcc分別與單片機(jī)控制模塊和驅(qū)動(dòng)模塊的電源輸入端Vcc連接；主電路的電壓傳感器采樣電源兩端電壓，輸出端接單片機(jī)控制模塊的電壓采樣端，電流傳感器串聯(lián)接在主電路中，輸出端接單片機(jī)控制模塊的電流采樣端，驅(qū)動(dòng)模塊的輸入接單片機(jī)控制模塊的驅(qū)動(dòng)信號(hào)端，驅(qū)動(dòng)模塊的四個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端各自相應(yīng)的接第一、第二、第三、第四開關(guān)管的門極。

進(jìn)一步優(yōu)化的，所述主電路包括第一開關(guān)管、第二開關(guān)管、第三開關(guān)管、第四開關(guān)管、第一二極管、第二二極管、第三二極管、第四二極管、第一電容、負(fù)載、電壓傳感器和電流傳感器；第一開關(guān)管與第一二極管反并聯(lián)，第二開關(guān)管與第二二極管反并聯(lián)，第三開關(guān)管與第三二極管反并聯(lián)，第四開關(guān)管與第四二極管反并聯(lián)，第一開關(guān)管源極與第三開關(guān)管的漏極串聯(lián)形成橋臂一，第二開關(guān)管的源極與第四開關(guān)管的漏極串聯(lián)形成橋臂二，第一電容、橋臂一、橋臂二三者并聯(lián)，其中第一電容的正極接第一開關(guān)管的漏極和第二開關(guān)管的漏極，第一電容的負(fù)極接第三開關(guān)管的源極和第四開關(guān)管的源極；電壓傳感器的輸入和電源輸入端并聯(lián)，電壓傳感器的輸出接單片機(jī)控制模塊的電壓采樣端；電流傳感器的輸入一端接零線，另一端接負(fù)載的一端，電流傳感器的輸出接單片機(jī)模塊的電流采樣端。

進(jìn)一步優(yōu)化的，輔助電源模塊包括整流橋Bridge，第二電容、第三電容、第四電容，第一電阻、第二電阻、用于輸出15V直流電壓的第一穩(wěn)壓芯片TL783和用于輸出5V直流電壓的第二穩(wěn)壓芯片7805；整流橋Bridge上下兩端分別接輸入電源Vac的AC+與AC-兩端，左右兩端分別與第二電容兩端相接；第二電容的正極端接第一穩(wěn)壓芯片的Vin端，第一穩(wěn)壓芯片的輸出端Vout接第二穩(wěn)壓芯片的輸入端Vin，第二穩(wěn)壓芯片的輸出端Vout與單片機(jī)模塊和驅(qū)動(dòng)模塊的輸入端Vcc連接；第一穩(wěn)壓芯片的接地端與第二電阻一端連接，第二電阻的另一端接地；第一電阻的一端與第二電阻的一端連接，另一端接第一穩(wěn)壓芯片的輸出端；第三電容接第二穩(wěn)壓芯片的輸入端，另一端接地；第四電容正極端接第二穩(wěn)壓芯片的輸出端，另一端接地。

進(jìn)一步優(yōu)化的，驅(qū)動(dòng)模塊包括非門、第三電阻、第四電阻、第五電容、第六電容、第一與門、第二與門，四個(gè)相同的驅(qū)動(dòng)隔離電路，四個(gè)相同的驅(qū)動(dòng)隔離電路包括第一驅(qū)動(dòng)隔離電路、第二驅(qū)動(dòng)隔離電路、第三驅(qū)動(dòng)隔離電路、第四驅(qū)動(dòng)隔離電路；單片機(jī)控制模塊輸出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)分別連接非門的輸入、第四電阻的一端和第一與門和第二與門的一個(gè)輸入端；非門的輸出接第三電阻的一端，第三電阻的另一端接第一與門的一端和第五電容的一端，第五電容的另一端接地；第四電阻的另一端接第六電容的一端和第二與門的另一輸入端，第六電容的另一端也接地；第一與門的輸出接第一驅(qū)動(dòng)隔離電路、第二驅(qū)動(dòng)隔離電路；第二與門的輸出接第三驅(qū)動(dòng)隔離電路、第四驅(qū)動(dòng)隔離電路。