[發明專利]一種基于SOPC的交錯并聯APFC裝置

在審

• 申請號: 201710557392.5
• 申請日: 2017-07-10
• 公開（公告）號: CN107317475A
• 公開（公告）日: 2017-11-03
• 發明（設計）人: 閻昌國;劉小雍;敖邦乾;熊中剛;楊航;張強;曲詳君
• 申請（專利權）人: 遵義師范學院
• 主分類號: H02M1/42
• 分類號: H02M1/42
• 代理公司: 南寧東智知識產權代理事務所(特殊普通合伙)45117
• 代理人: 巢雄輝,汪治興

1.一種基于SOPC的交錯并聯APFC裝置，其特征在于：包括主電路、霍爾傳感器、信號調理電路+AD7874單元、SOPC控制單元以及驅動電路；

所述主電路包括依次連接的交流電源、整流橋、交錯并聯Boost變換器以及負載電阻Ro；所述主電路，用于對交流電源整流并向霍爾傳感器提供整流后的輸出電壓V_g、流經交錯并聯Boost變換器的電感電流i_L1、i_L2以及交錯并聯Boost變換器的直流輸出電壓V_o，實現電路的輸入電流在相位和波形上與整流后的輸出電壓一致，實現功率因數的校正；

所述霍爾傳感器，與所述主電路連接，用于對整流后的輸出電壓V_g、電感電流i_L1、i_L2以及輸出電壓V_o四路信號進行采集；

所述信號調理電路+AD7874單元，與所述霍爾傳感器的輸出端連接，用于對霍爾傳感器采集到的四路信號進行濾波、電平轉換、模數轉換處理，并將處理后的數據傳送給所述SOPC控制單元；

所述SOPC控制單元，與所述信號調理電路+AD7874單元連接，包括A/D控制存儲模塊、電壓比較器、電流比較器、乘法器、PI控制器以及PWM模塊；所述A/D控制存儲模塊，與所述信號調理電路+AD7874單元連接，用于對AD7874的模數轉換進行有序控制，并將轉換后的數據存儲到A/D控制存儲模塊的FIFO中；所述PI控制器，為自定制的符合Avalon總線接口的PI控制器，用于實現雙環PI控制算法，保證所述APFC裝置在既定控制策略下有序地工作；所述PWM模塊，為自定制的符合Avalon總線接口的PWM信號發生器，用于輸出PWM信號；

所述驅動電路，與所述PWM模塊連接，用于將PWM模塊輸出的信號進行放大，再輸出給交錯并聯Boost變換器中的兩個功率MOSFET管，以滿足功率MOSFET管所需的驅動電壓，控制兩個功率MOSFET管的導通與關斷，對主電路并聯的Boost變換器進行交錯控制。

2.如權利要求1所述的基于SOPC的交錯并聯APFC裝置，其特征在于：所述交錯并聯Boost變換器包括第一電感L1、第二電感L2、第一二極管D1、第二二極管D2、第一功率MOSFET管S1、第二功率MOSFET管S2和輸出電容Co；所述整流后的輸出電壓V_g的正極分別連接第一電感L1的第一端和第二電感L2的第一端；所述第一電感L1的第二端分別連接第一二極管D1的正極和第一功率MOSFET管S1的漏極，所述第二電感L2的第二端分別連接第二二極管D2的正極和第二功率MOSFET管S2的漏極；第一二極管D1和第二二極管D2的負極均連接所述輸出電容Co的第一端，所述輸出電容Co的第二端以及所述第一功率MOSFET管S1、第二功率MOSFET管S2的源極均連接至所述整流后的輸出電壓V_g的負極；所述輸出電容Co的兩端與所述負載電阻Ro連接。

3.如權利要求2所述的基于SOPC的交錯并聯APFC裝置，其特征在于：所述第一電感L1和第二電感L2均包括環形磁芯(1)和繞組(2)，所述繞組(2)包括第一繞組和第二繞組；在所述環形磁芯(1)的外環表面沿縱向均勻分布四個截面為梯形的切槽(3)；在對稱兩邊的兩個梯形切槽(3)上分別繞制相同匝數的第一繞組和第二繞組，所述第一繞組和第二繞組之間形成兩段隔離處(4)；所述第一繞組和第二繞組分別從中間起頭向兩側各繞相同匝數的圈，形成蝶形繞線結構。

4.如權利要求1所述的基于SOPC的交錯并聯APFC裝置，其特征在于：所述霍爾傳感器包括霍爾電流傳感器和霍爾電壓傳感器，所述霍爾電流傳感器為閉環霍爾電流傳感器，包括帶有容納腔的絕緣殼體(5)和外表面設有線圈的圓形磁芯(7)，所述圓形磁芯(7)置于所述容納腔內；在所述圓形磁芯(7)上開設有貫穿圓形磁芯(7)的平行開口，在所述平行開口內安裝有霍爾元件；在所述圓形磁芯(7)中部設置有貫穿絕緣殼體(5)的圓形安裝部(6)，在絕緣殼體(5)內還安裝有線路板(8)，所述線路板(8)的一端分別與霍爾元件和線圈(9)連接，另一端延伸形成排針(10)，所述排針(10)向下伸出絕緣殼體(5)；在所述絕緣殼體(5)內填充灌封膠(11)；在所述絕緣殼體(5)的兩側對稱設置有兩個安裝腳(12)；在所述絕緣殼體(5)上凸起形成兩個定位部(13)。