一种复合功率因数校正电路制造技术

本发明专利技术提供一种复合功率因数校正电路，包括：功率电路和与所述功率电路相连、用于产生M×N路移相的驱动脉冲信号并输入到所述功率电路中的控制电路；所述功率电路包括：整流桥；M个升压电感，每一个升压电感的输出端分别与N个功率器件相连；电解电容，所述电解电容的正极端与M个反向快恢复二极管的阴极输出端的公共端相连，形成第二正极输出端，所述电解电容的负极端与M×N个功率器件的发射极公共端相连，形成第二负极输出端；所述控制电路包括：电压外环控制器；M个电流内环控制器，其中每一个所述电流内环控制器连接有N个移相比较驱动器；载波发生器。本发明专利技术可以有效提高功率等级，简化升压电感设计，便于功率器件选型和安装，降低总体成本。

A composite power factor correction circuit

The present invention provides a composite power factor correction circuit includes a power circuit and the power circuit is connected, for the production of M * N phase-shifting driving pulse control circuit and the signal input to the power circuit; the power circuit includes a rectifier; M boost inductor, the output end of each a boost inductor are respectively connected with the N power devices; electrolytic capacitor, common cathode output is extremely M and reverse the electrolytic capacitor fast recovery diode end connected to the formation of second positive output, and the negative pole of the electrolytic capacitor M * N power devices and the emitter is connected with the end of the public second, the formation of negative output terminal; the control circuit includes a voltage loop controller; M current loop controller, wherein each of the current loop controller is connected with a N phase comparison drive load; Wave generator. The invention can effectively improve the power level, simplify the design of the boosting inductance, facilitate the selection and installation of the power devices, and reduce the overall cost.

【技术实现步骤摘要】
一种复合功率因数校正电路
本专利技术涉及电力电子器件
，特别是涉及一种功率因数校正电路，具体是一种复合功率因数校正电路。
技术介绍
单相有源功率因数校正器（APFC）已经广泛地应用到变频空调等变频家电中，用作交直交变换器的前级电路，即可AC-DC变换器。随着某些应用场合变频空调大功率化的趋势，需要开发出相应功率等级的大功率单相APFC。截止目前为止，共计出现以下备选电路：（1）多级交错APFC；（2）单级APFC，考虑功率器件并联；（3）单级APFC，选择高功率器件。第一种方案：优点是各级APFC之间可以分摊功率，升压电感可以在板安装，不足是升压电感的纹波频率等同于载波频率，需要考虑各级之间均流问题，升压电感电流检测困难，控制程序较为复杂。第二种方案：优点是就可以提升功率等级，不足是升压电感的纹波频率等同于载波频率，升压电感不能在板安装，需要考虑功率器件之间均流问题。对于5.0kW以上的APFC，该方案虽然原理上可行，但在技术上和经济上已经不尽合理，不易采用。第三种方案：优点是就可以提升功率等级，不足是升压电感的纹波频率等同于载波频率，升压电感不能在板安装器件选型非常困难，各项指标均难以改善。类似第二种方案，对于5.0kW以上的APFC，该方案虽然原理上可行，但在技术上和经济上已经不尽合理，不易采用。为此，对于大功率APFC应用场合，第一种方案总体上可行，但是当采用并联功率器件时，也需要对现有技术尤其驱动技术进行改进，以便解决升压电感设计、功率器件选型等问题，旨在提高整体性能。经过对现有技术的检索发现下列文献也拱了大功率APFC：【1】MichaelO'Loughlin.UCC28070300-WInterleavedPFCPre-RegulatorDesignReview.ApplicationReport.SLUA479B-August2008-RevisedJuly2010；【2】RENESASElectronicsCorporation,R2A20104/114APNRev.1.52010.07.23.http://www.renesas.com；【3】FairchildSemiconductorCorporation,FANxxxx-ThreeChannelsInterleavedCCMPFCController.2011，Rev.0.2.PreliminaryVersion.www.fairchildsemi.com；【4】ThomasNussbaumer,JohannW.Kolar.DesignGuidelinesforInterleavedSingle-PhaseBOOSTPFCCircuits[J].IEEETrans,powerelectron,vol.56,no.7,pp.2559–2573,July200。以上文献也都存在着如升压电感设计与安装问题、功率器件选型与安装等问题。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种复合功率因数校正电路，用于解决现有功率因数校正电路存在的功率器件选型和安装困难以及成本较高的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种复合功率因数校正电路，包括：功率电路和与所述功率电路相连、用于产生M×N路移相的驱动脉冲信号并输入到所述功率电路中的控制电路；整流桥，与单相交流电相连，所述整流桥输出形成第一正极输出端和第一负极输出端；M个升压电感，每一个升压电感的输入端与所述第一正极输出端相连，每一个升压电感的输出端分别与N个功率器件相连，每一个所述功率器件的另一端都与所述第一负极输出端相连；M个反向快恢复二极管，每一个反向快恢复二极管阳极对应与一个升压电感的输出端相连；电解电容，所述电解电容的正极端与M个反向快恢复二极管的阴极输出端的公共端相连，形成第二正极输出端，所述电解电容的负极端与M×N个功率器件的发射极公共端相连，形成第二负极输出端；所述控制电路包括：电压外环控制器，与所述功率电路的输出端相连，用于获得电压控制量；M个电流内环控制器，与所述电压外环控制器和所述功率电路相连，用于获得电流控制量；载波发生器，用于产生载波信号；M×N个移相比较驱动器，分别与所述电流内环控制器、载波发生器以及所述功率电路中的功率器件相连，用于产生M×N路移相的驱动脉冲信号给所述功率电路；其中每一个所述电流内环控制器连接有N个移相比较驱动器；其中M、N为大于2的正整数。可选地，所述功率器件为绝缘栅双极型晶体管，所述绝缘栅双极型晶体管的集电极和发射极之间连反并联有续流二极管；所述绝缘栅双极型晶体管的集电极和续流二极管的阳极相连，发射极与电解电容的阴极相连。可选地，所述功率电路还包括检流电阻，所述检流电阻的一端与第一负极输出端相连，另一端分别与每一个所述绝缘栅双极型晶体管的发射极相连。可选地，所述移相比较驱动器的输出端与所述绝缘栅双极型晶体管的门极相连。可选地，所述电压外环控制器根据功率电路中的输出的直流电压和参考直流电压获得电压控制量。可选地，所述电流控制器根据所述电压外环控制器中的电压控制量、第一正极输出端和第一负极输出端形成的输入电压检测信号以及升压电感中的电流信号获得电流控制量。可选地，每一个移相比较驱动器根据所述电流内环控制器输出的电流控制量和载波发生器产生的载波信号产生驱动脉冲，并将所述驱动脉冲输入到所述功率电路中的功率器件中。可选地，所述整流桥为双臂二极管整流桥；所述单相交流电的火线和零线连接交流电容后分别与所述双臂二极管整流桥的两个桥臂中点相连。可选地，所述第一正极输出端和第一负极输出端之间连有串联的第一电阻、第二电阻、以及第三电阻。如上所述，本专利技术的一种复合功率因数校正电路，具有以下有益效果：1、本专利技术通过在功率电路采用M级交错结构，每级交错结构包括并联的N重功率器件，控制电路产生MN路相移的驱动信号，用于驱动功率电路中功率器件，可以有效达到提高功率等级，简化升压电感设计，便于功率器件选型和安装，降低总体成本，可以广泛地应用在单相功率因数校正电路中。2、本专利技术电路结构简单，控制算法简便，降低设计时间。3、本专利技术采用多重功率器件的移相触发原理实现单位功率因数校正，倍增了升压电感的纹波频率，有利于升压电感的小型化设计，同时降低了功率器件的开关损耗和导通损耗。附图说明图1显示为本专利技术的一种复合功率因数校正电路中功率电路的结构示意图。图2显示为本专利技术的一种复合功率因数校正电路中控制电路的结构示意图。元件标号说明1功率电路2控制电路具体实施方式以下由特定的具体实施例说明本专利技术的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点及功效。请参阅图1。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本专利技术可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本专利技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本专利技术所揭示的
技术实现思路
得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本专利技术可实施的范围，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合功率因数校正电路，其特征在于，包括：功率电路和与所述功率电路相连、用于产生M×N路移相的驱动脉冲信号并输入到所述功率电路中的控制电路；所述功率电路包括：整流桥，与单相交流电相连，所述整流桥输出形成第一正极输出端和第一负极输出端；M个升压电感，每一个升压电感的输入端与所述第一正极输出端相连，每一个升压电感的输出端与N个功率器件的集电极相连，每一个所述功率器件的发射极都与所述第一负极输出端相连；M个反向快恢复二极管，每一个反向快恢复二极管阳极对应与一个升压电感的输出端相连；电解电容，所述电解电容的正极端与M个反向快恢复二极管的阴极输出端的公共端相连，形成第二正极输出端，所述电解电容的负极端与M×N个功率器件的发射极公共端相连，形成第二负极输出端；所述控制电路包括：电压外环控制器，与所述功率电路的输出端相连，用于获得电压控制量；M个电流内环控制器，与所述电压外环控制器和所述功率电路相连，用于获得电流控制量；载波发生器，用于产生载波信号；M×N个移相比较驱动器，分别与所述电流内环控制器、载波发生器以及所述功率电路中的功率器件相连，用于产生M×N路移相的驱动脉冲信号给所述功率电路；其中每一个所述电流内环控制器连接有N个移相比较驱动器；每一个电流内环控制器与N个移相比较驱动器相连，M个电流内环控制器连接有M×N个移相比较驱动器，共计产生M×N路移相的驱动脉冲信号，其相移为360°/MN；其中M、N为大于2的正整数。...

【技术特征摘要】
1.一种复合功率因数校正电路，其特征在于，包括：功率电路和与所述功率电路相连、用于产生M×N路移相的驱动脉冲信号并输入到所述功率电路中的控制电路；所述功率电路包括：整流桥，与单相交流电相连，所述整流桥输出形成第一正极输出端和第一负极输出端；M个升压电感，每一个升压电感的输入端与所述第一正极输出端相连，每一个升压电感的输出端与N个功率器件的集电极相连，每一个所述功率器件的发射极都与所述第一负极输出端相连；M个反向快恢复二极管，每一个反向快恢复二极管阳极对应与一个升压电感的输出端相连；电解电容，所述电解电容的正极端与M个反向快恢复二极管的阴极输出端的公共端相连，形成第二正极输出端，所述电解电容的负极端与M×N个功率器件的发射极公共端相连，形成第二负极输出端；所述控制电路包括：电压外环控制器，与所述功率电路的输出端相连，用于获得电压控制量；M个电流内环控制器，与所述电压外环控制器和所述功率电路相连，用于获得电流控制量；载波发生器，用于产生载波信号；M×N个移相比较驱动器，分别与所述电流内环控制器、载波发生器以及所述功率电路中的功率器件相连，用于产生M×N路移相的驱动脉冲信号给所述功率电路；其中每一个所述电流内环控制器连接有N个移相比较驱动器；每一个电流内环控制器与N个移相比较驱动器相连，M个电流内环控制器连接有M×N个移相比较驱动器，共计产生M×N路移相的驱动脉冲信号，其相移为360°/MN；其中M、N为大于2的正整数。2.根据权利要求1所述的复合功率因数校正电路，其特征在于，所述功率器件为绝缘栅双极型晶体管...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘明霖，朱俊，杨喜军，吴伦兵，田雨，朱元庆，
申请(专利权)人：上海儒竞电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31