一种新颖的高频开关电源功率因数校正装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于电力电子技术领域，具体涉及的是一种新颖的高频开关电源功率因数校正装置，它包括输入瞬间电压保护电路、TMS320F28035PAGT型DSP系统、PWM控制电路、Boost升压电路，此装置是采用数字信号处理器DSP系统进行处理和控制，他可以实时对系统进行监控，并采集输入电压、输入电流、母线电压，而且采用电压外环电流内环双闭环的控制方式，非常有效的提高了功率因数，同时硬件上保证了系统的抗干扰性和高可靠性。由于此装置能够实时确保电力设备良好的功率因数，从而减少了供电系统中的电压损失，可以使负载电压更稳定，更好的改善了电能的质量。本装置适用于电力、电信、国防及家电等领域的开关电源系统的开发应用。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术属于电力电子
，具体涉及的是一种新颖的高频开关电源功率因数校正装置，它包括输入瞬间电压保护电路、TMS320F28035PAGT型DSP系统、PWM控制电路、Boost升压电路，此装置是采用数字信号处理器DSP系统进行处理和控制，他可以实时对系统进行监控，并采集输入电压、输入电流、母线电压，而且采用电压外环电流内环双闭环的控制方式，非常有效的提高了功率因数，同时硬件上保证了系统的抗干扰性和高可靠性。由于此装置能够实时确保电力设备良好的功率因数，从而减少了供电系统中的电压损失，可以使负载电压更稳定，更好的改善了电能的质量。本装置适用于电力、电信、国防及家电等领域的开关电源系统的开发应用。【专利说明】一种新颖的高频开关电源功率因数校正装置
本技术属于电力电子
，具体涉及的是一种新颖的高频开关电源功率因数校正装置。
技术介绍
功率因数是衡量电气设备效率高低的一个系数，功率因数低，说明电路用于交变磁场转换的无功功率大，从而降低了设备的利用率，增加了线路供电损失。通过改善功率因数，减少了线路中总电流和供电系统中的电气元件，如变压器、电器设备、导线等的容量，因此不但减少了投资费用，而且降低了本身电能的损耗。如何提高功率因数，是需要科技界业内人士长期以来一直需要解决的问题，如果大量高次谐波电流重新回馈进电网，必然使电网受到污染，国际电工委员会IEC组织制定了关于限制高次谐波统一的国际标准，对于不符合谐波标准的高频开关电源不允许接入电网。为此，高效高频开关电源在设计时需要结合功率因数PFC的校正功能，同时满足最大谐波失真度THD的指标要求。本技术适用于电力、电信、航天、国防及家电等领域的开关电源系统的开发应用。
技术实现思路
本技术设计的一种新颖的高频开关电源功率因数校正装置，就是为了获得良好的功率因数，减少供电系统中的电压损失，使负载电压更稳定，减少电网污染，从而提高和改善电能的质量。为达到上述目的，本技术一种新颖的高频开关电源功率因数校正装置，包括输入瞬间电压保护电路、TMS320F28035PAGT型DSP系统、PWM控制电路、Boost升压电路，其特征是输入瞬间电压保护电路分别与TMS320F28035PAGT型DSP系统和Boost升压电路电信号连接，PWM控制器分别与TMS320F28035PAGT型DSP系统和Boost升压电路电信号连接。本技术能够实时使交流输入电流跟随交流输入电压，使输入电流与输入电压同相位，并接近正弦，同时也减少电流谐波分量。该功率因数校正电路同时引入电压和电流反馈，构成一个双环控制系统，具有整流和稳压功能，即整流要求输入功率因数为0.99以上，实现输入电流整形，使之成为与电压同相位的标准正弦波，稳压要求输出电压稳定。本技术采用DSP系统控制，能够实时采集输入电压、输入电流、母线电压，并采用电压外环电流内环双闭环的控制方式，非常有效的提高了功率因数，同时硬件上保证了系统的抗干扰性和高可靠性。由于此装置能够实时确保电力设备良好的功率因数，从而减少了供电系统中的电压损失，可以使负载电压更稳定，更好的改善了电能的质量。【专利附图】【附图说明】图1为本技术输入瞬间电压保护电路原理图1 ;图2为本技术输入瞬间电压保护电路原理图2 ；图3为本技术Boost升压电路原理图；图4为本技术PWM控制器电路原理图；图5为本技术TMS320F28035PAGT型DSP系统电路原理图；图6为本技术电压外环和电流内环PFC控制方法原理框图；图7为本技术系统原理框图。【具体实施方式】下面结合附图对本技术作进一步的详细的说明:一种新颖的高频开关电源功率因数校正装置，是由输入瞬间电压保护电路、TMS320F28035PAGT型DSP系统、PWM控制电路、Boost升压电路组成的，输入瞬间电压保护电路分别与TMS320F28035PAGT型DSP系统和Boost升压电路电信号连接，PWM控制器分别与TMS320F28035PAGT型DSP系统和Boost升压电路电信号连接。此装置是采用数字信号处理器DSP系统进行处理和控制，数字信号处理器DSP的型号是TMS320F28035PAGT型，他可以实时对系统进行监控，并采集输入电压、输入电流、母线电压，而且采用电压外环电流内环双闭环的控制方式，非常有效的提高了功率因数，同时硬件上保证了系统的抗干扰性和高可靠性。由于此装置能够实时确保电力设备良好的功率因数，从而减少了供电系统中的电压损失，可以使负载电压更稳定，更好的改善了电能的质量。具体实施例的工作过程1、输入瞬间电压保护电路如附图1、附图2所示，为了防止输入端受雷电、电感性开关等外界因素的影响，采用金属氧化物压敏电阻R311，其型号是S20K625E3K1型，将其接到交流输入端，实现对瞬态电压进行抑制。当高压尖峰瞬间加到压敏电阻上，它的阻抗减小，瞬态能量消耗在压敏电阻上，滤除尖峰电压，使输入电压在安全范围以内。采用2级电磁干扰EMI滤波以及相应的X电容和Y电容，交流母线上设置2个保险装置FlOl、F102，保险装置的参数是500V/25A。电路通过4个二极管组成全桥整流电路，使输入的交流信号变成都是正向的馒头波形，输出的交流电压信号Vac经过电阻分压，3.3V稳压钳位，最后输入至IJ DSP核心控制器的AD部分。交流输入端有控制通断的继电器，继电器使用统一的驱动，由DSP核心控制器输出一高低电平控制，继电器控制部分起到保护后端电路的作用，如果系统出现故障报警，R112热敏电阻在温度达到一定时，内部烧断，切断输入电源，从而保护了电路。2、Boost升压电路如附图3所示，本装置是采用的Boost升压单相有源PFC，RC吸收电路由8个51欧电阻串并联成的100欧姆电阻和一个IOOpF电容组成，分别并联在6个二极管的两端。双向开关采用2个MOS管反向串联组成，MOS管采用Infineon的SPW47N60C3。每个MOS管的吸收电路由多个电阻串并联和多个电容串并联组成，吸收电阻均采用1206的封装。3、PWM控制电路如附图4所示，用光耦和DSP核心控制器与PWM控制电路的输出端隔离，然后通过一个双通道PWM波驱动集成电路IC同时控制一个双向开关里的2个MOS管。驱动集成电路IC选用MIC4424型，隔离光耦选用HCPL0601型，此光耦与以前经常使用的6N137为同一型号，光耦输入前的接地端取子PFC核心控制器的接地端，光耦后的接地取双向开关两个反向串联的MOS管的源极。4、电压外环和电流内环PFC控制方法如附图5、附图6所示，此装置采用数字信号处理器DSP系统控制，DSP的型号是TMS320F28035PAGT型，它能够实时采集输入交流电压、输入电流、母线电压，通过在DSP控制器内部实现PFC控制算法。PFC算法电流型控制采用电压外环和电流内环的双环控制，乘法器实现电流给定的计算，同时达到恒功率输入的目标。因此运算的核心包括双环调节计算和电流给定的乘法器计算，双环都采用较为简洁的PI算法。5、此装置的具体工作程序是在系统上电后，所有元器件受电开始工作，DSP系统进入工作状态，继电器吸合，开关电源进入软启动状本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新颖的高频开关电源功率因数校正装置，包括输入瞬间电压保护电路、TMS320F28035PAGT型DSP系统、PWM控制电路、Boost升压电路，其特征是输入瞬间电压保护电路分别与TMS320F28035PAGT型DSP系统和Boost升压电路电信号连接，PWM控制器分别与TMS320F28035PAGT型DSP系统和Boost升压电路电信号连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴天柱，刘富利，朱岩，韦健，
申请(专利权)人：哈尔滨九洲电气股份有限公司，
类型：新型
国别省市：黑龙江;23