[發明專利]一種有源功率因素校正電路

在審

• 申請號: 201711091456.3
• 申請日: 2017-11-08
• 公開（公告）號: CN107659139A
• 公開（公告）日: 2018-02-02
• 發明（設計）人: 林仙根;李海鐘
• 申請（專利權）人: 浙江頤頓機電有限公司
• 主分類號: H02M1/42
• 分類號: H02M1/42;H02M1/14;H02M7/217
• 代理公司: 杭州浙科專利事務所(普通合伙)33213
• 代理人: 吳秉中

技術領域

本發明屬于電焊機電路技術領域，涉及一種校正電路，特別涉及一種有源功率因素校正電路。

背景技術

隨著電子電路及大功率開關器件的發展，人們對逆變焊機的要求也越來越高，除了高功率、大容量、小體積易攜帶外等要求外，人們對逆變焊機的高次諧波電流成分和輸入功率因素也提出了更高的要求。功率因數是衡量電器設備性能的一項重要指標。功率因數低的電器設備，不僅不利于電網傳輸功率的充分利用，而且往往這些電器設備的輸入電流諧波含量較高，實踐證明，較高的諧波會沿輸電線路產生傳導干擾和輻射干擾，影響其它用電設備的安全經濟運行。如對發電機和變壓器產生附加功率損耗，對繼電器、自動保護裝置、電子計算機及通訊設備產生干擾而造成誤動作或計算誤差。因此。防止和減小電流諧波對電網的污染，抑制電磁干擾，已成為全球性普遍關注的問題。國際電工委與之相關的電磁兼容法規對電器設備的各次諧波都做出了限制性的要求，世界各國尤其是發達國家已開始實施這一標準。現有的逆變電焊機是將輸入交流電經整流、濾波后得到一個較平滑的直流電，由功率開關IGBT元件組成的逆變電路將該直流電變為40KHz的交流電，經中頻主變壓器隔離降壓后，再次整流濾波獲得平穩的直流輸出適合于焊接的直流電壓、電流。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術中存在的上述問題，提供了一種工作于高頻開關狀態,體積小、重量輕,比無源校正電路效率高.由于升壓拓撲電路簡單、實現成本低的優點。

本發明的目的可通過下列技術方案來實現：一種有源功率因素校正電路，包括整流電路、電壓反饋取樣電路、基準電壓、誤差放大器、乘法器、比較器、時鐘信號、RS觸發器、門極驅動電路電流放大器和三極管Q1，其特征在于，所述的整流電路將輸入的交流電壓整流后連接于電壓反饋電路，輸出電壓與基準電壓比較后經誤差放大器得到輸出值，并與整流后的電壓值通過乘法器相乘得到電流基準信號，該乘法器與比較器的同相輸入端相連，輸入電流與基準信號比較后經電流放大器，其輸出信號在時鐘信號的脈沖作用下經RS觸發器同步翻轉，并通過門級驅動電路與三極管Q1的基極連接來控制其通斷狀態。

在上述的一種有源功率因素校正電路中，所述的整流電路上串聯有電感L。

本有源功率因素校正電路其原理為：因為控制信號是占空比周期性變化的信號，所以得到的輸入電流波形跟隨輸入電壓整流后的波形，當開關頻率比輸入電壓頻率高得多時，輸入電流具有與輸入電壓相同的電壓波形。

與現有技術相比，本有源功率因素校正電路具有輸出電壓紋波小，且呈100Hz/120Hz的正弦波，因此不需要采用很大的濾波電容降低生產成本低的優點。

附圖說明

圖1是本校正電路的原理框圖。

具體實施方式

以下是本發明的具體實施例并結合附圖，對本發明的技術方案作進一步的描述，但本發明并不限于這些實施例。

如圖1所示，本有源功率因素校正電路，包括整流電路、電壓反饋取樣電路、基準電壓、誤差放大器、乘法器、比較器、時鐘信號、RS觸發器、門及驅動電路電流放大器和三極管Q1，整流電路將輸入的交流電壓整流后連接于電壓反饋電路，輸出電壓與基準電壓比較后經誤差放大器得到輸出值，并與整流后的電壓值通過乘法器相乘得到電流基準信號，該乘法器與比較器的同相輸入端相連，輸入電流與基準信號比較后經電流放大器，其輸出信號在時鐘信號的脈沖作用下經RS觸發器同步翻轉，并通過門級驅動電路與三極管Q1的基極連接來控制其通斷狀態。

與整流橋串聯的電感L能減少高頻噪聲,減少射頻干擾輸入濾波器的體積,降低成本。由于在電感去磁時輸出由電源供電,電感只存儲一部分用于輸出的能量,因此電感的體積也可以減小。提高功率因素是節省能源，提高電能質量保證電力系統安全穩定運行的要求。

由于整流器件工作時，導通角小于180度，因此引起輸入電流波形嚴重畸變、含有大量諧波，使輸入電路的功率因素不到0.7，對電網和其它用電設備危害很大。從功率因素與總電流諧波畸變的關系出發，提出提高功率因數和效率的方法就最大限度地抑制輸入電流的波形畸變，使總電流諧波畸變值達到最小，盡可能地使電流基波與電壓基波之間的相位差趨于零，使余弦值等于1，從而實現功率因素校正。利用功率因素校正技術，可以使交流輸入電流波形完全跟蹤交流輸入電壓波形的變化，使輸入電流呈純正正弦波，并且和輸入電壓同相位。

本有源電路具有輸入電壓可以從90V到270V，功率因數高于0.99，并具有低損耗和高可靠的優點，輸出不隨輸入電壓波動變化，因此可獲得高度穩定的輸出電壓。

本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發明精神作舉例說明。本發明所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本發明的精神或者超越所附權利要求書所定義的范圍。