电流总谐波失真率控制电路及其方法技术

一种电流总谐波失真率控制电路及其方法，该电流总谐波失真率控制电路包括一功率因数校正线路和一控制线路。功率因数校正线路包括一升压单元、一逆变单元以及一回授单元。升压单元包括一开关元件和一串接开关元件的电流检测元件。回授单元用以检测一输出电压和一输出电流。控制线路耦接升压单元和回授单元。控制线路根据输出电压和输出电流以取得一输出功率，并根据输出功率以计算一输入电压和一输入电流，控制线路根据输出功率和输入电流以输出一脉波宽度调制信号以控制开关元件的导通电流，而控制线路根据电流检测元件感测的感应电流以调整脉波宽度调制信号的责任周期。

【技术实现步骤摘要】
电流总谐波失真率控制电路及其方法
本专利技术涉及一种电流总谐波失真率控制电路及其方法，特别涉及一种实现较小的输入电流的电流总谐波失真率的电流总谐波失真率控制电路及其方法。
技术介绍
功率因数校正(PowerFactorCorrection，PFC)指示有效功率与总耗电量(视在功率)之间的关系，也就是有效功率除以总耗电量(视在功率)的比值。基本上，功率因数可以衡量电力被有效利用的程度，当功率因数的数值越大，则代表其电力利用率越高。接着，电流总谐波失真率(TotalHarmonicDistortionofCurrent，THDi)指示返回电网的电流失真率程度，其值越大则电流失真率就越严重，因此造成电网和后端设备的损害，所以高性能设备会明确规范电流总谐波失真率的数值范围，因此电流总谐波失真率成为了高性能设备的一个重要指标。因此，目前市面上许多电力设备或电子设备都具有一功率因数校正电路，例如电脑所使用的开关电源、LED驱动电源和不断电电源供应系统(UPS)等，然而，在现有小容量(1K～6K)的UPS设计中的功率因数校正电路以实现功率因数校正功能，而这功率因数校正电路的性能仍存在许多极严重的缺陷，例如要求在功率因数校正电路满载输出时，只能在一个很小范围的市电输入电压(220～230V)内，以实现较小的输入电流的电流总谐波失真率(THDi约10％)。此外，一些UPS采用数字控制，利用先进的数字信号处理器的强大计算功能以实现高性能功率因数校正控制，但是，在相同的效果的情况下却大大地增加了成本和控制的复杂性。
技术实现思路
本专利技术在于提供一种电流总谐波失真率控制电路及其方法，以使功率因数校正线路能在一个较大范围的市电输入电压(190～250V)下满载输出，并实现较小的输入电流的电流总谐波失真率(THDi约5％)。本专利技术提出一种电流总谐波失真率控制电路，包括一功率因数校正线路和一控制线路。功率因数校正线路包括一升压单元、一逆变单元以及一回授单元。升压单元包括一开关元件和一电流检测元件，开关元件串接电流检测元件。逆变单元耦接升压单元。回授单元耦接逆变单元，用以检测一输出电压和一输出电流。控制线路耦接升压单元和回授单元。其中，控制线路根据输出电压和输出电流以取得一输出功率，并根据输出功率以计算一输入电压和一输入电流，控制线路根据输出功率和输入电流以输出一脉波宽度调制信号给升压单元的开关元件，以控制开关元件的导通电流，而电流检测元件根据导通电流以输出一感应电流给控制线路，而控制线路根据感应电流以调整脉波宽度调制信号的占空比。本专利技术提出一种电流总谐波失真率控制方法，包括一功率因数校正线路的一输出电压和一输出电流，以计算出一输出功率；根据输出功率以计算出一输入电压和一输入电流；控制线路根据输出功率和输入电流，以输出一脉波宽度调制信号给功率因数校正线路的一升压单元的一开关元件，以控制开关元件的导通电流；升压单元的一电流检测元件根据导通电流以输出一感应电流给控制线路，而控制线路根据感应电流以调整脉波宽度调制信号的占空比。本专利技术的电流总谐波失真率控制电路通过电流检测元件检测开关元件的导通电流，以输出一感应电流，而调整单元根据感应电流以输出第一调整信号给第二控制单元，以使第二控制单元调整输出一脉波宽度调制信号的占空比给第一控制单元，其中脉波宽度调制信号的占空比指示开关元件的导通电流大小，藉此实现较小的输入电流的电流总谐波失真率(THDi约5％)。此外，本专利技术的第二控制单元可根据调整单元输出的第二调整信号，以输出控制电压，而正负端线电压根据市电输入电压而在预设范围内变化，藉此达到使功率因数校正线路能在一个较大范围的市电输入电压(190～250V)下满载输出，并实现较小的输入电流的电流总谐波失真率(THDi约5％)，因此提升电流总谐波失真率控制电路的使用方便性。以上的概述和接下来的实施例，均是为了进一步说明本专利技术的技术手段和实现效果，然而所叙述的实施例和附图仅提供参考说明，并非用来对本专利技术加以限制。附图说明图1为本专利技术一实施例的电流总谐波失真率控制电路的功能方框图。图2为根据图1的本专利技术另一实施例的电流总谐波失真率控制电路的功能方框图。图3A为本专利技术另一实施例的电流总谐波失真率控制电路图。图3B为本专利技术另一实施例的电流总谐波失真率控制电路图。图4为根据图3A的本专利技术另一实施例的电流总谐波失真率控制电路的第二控制单元图。图5为根据图3A的本专利技术另一实施例的电流总谐波失真率控制电路的调整单元图。图6为本专利技术另一实施例的电流总谐波失真率控制方法流程图。图7为本专利技术另一实施例的电流总谐波失真率控制电路及其方法的数据表。图8A为本专利技术另一实施例的电流总谐波失真率控制电路及其方法的电流总谐波失真率波形图。图8B为本专利技术另一实施例的电流总谐波失真率控制电路及其方法的功率因数波形图。图9为本专利技术另一实施例的电流总谐波失真率控制电路及其方法的数据表。图10A为本专利技术另一实施例的电流总谐波失真率控制电路及其方法的电流总谐波失真率波形图。图10B为本专利技术另一实施例的电流总谐波失真率控制电路及其方法的功率因数波形图。【符号说明】1：电流总谐波失真率控制电路8、AC：市电9：负载10、10a、10b：功率因数校正线路100、100a：升压单元1000、Q4：开关元件1002、1002a：电流检测元件102、102a、102b：逆变单元104、104a、104b：回授单元106、106a：滤波单元108、108a：整流单元12：控制线路120：第一控制单元122、122a：第二控制单元MCU：微控芯片A/D、D/A、PWM、PROT：转换元件124、124a：调整单元1240a：处理芯片O/P、I/S、VF、Vref、RC、Com、GND：接脚126a：滤波整流单元L：输出火线端N：输出水线端Vo：输出电压Vi：输入电压VF：控制电压I：输出电流THDi.C：电流总谐波失真率的控制电流IS：感应电流C1～C14：电容R1～R17、RS：电阻D1～D10：二极管Q1～Q8：晶体管L1～L4：电感CT1、CT2：电流互感器Vcc：工作电压F：开关S601～S607：流程步骤具体实施方式图1为本专利技术一实施例的电流总谐波失真率控制电路的功能方框图。请参阅图1。一种电流总谐波失真率控制电路1，包括一功率因数校正线路10和一控制线路12。在实践上，控制线路12耦接功率因数校正线路10，而功率因数校正线路10耦接于市电8与负载9之间，其中控制线路12根据功率因数校正线路10的输出功率和输入电流，以控制功率因数校正线路10的功率因数和电流总谐波失真率，以使本专利技术的电流总谐波失真率控制电路1的功率因数可趋近于1，且相较于已知控制电路，本专利技术的电流总谐波失真率控制电路1可接受较大范围的市电输入电压，例如市电输入电压为190Vac～250Vac，且电流总谐波失真率可降低至5％。详细来说，功率因数校正线路10包括一升压单元100、一逆变单元102以及一回授单元104，而逆变单元102耦接升压单元100和回授单元104。在实践上，功率因数校正线路10例如为高性能功率因数校正电路，或为使功率因数趋近于1的转换电路，例如功率因数校正线路10用以提升不断电电源供应系统的功率因数，以提升不断电电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电流总谐波失真率控制电路，其特征在于，所述电流总谐波失真率控制电路包括：一功率因数校正线路，包括：一升压单元，包括一开关元件和一电流检测元件，所述开关元件串接所述电流检测元件；一逆变单元，耦接所述升压单元；以及一回授单元，耦接所述逆变单元，用以检测一输出电压和一输出电流；以及一控制线路，耦接所述升压单元和所述回授单元；其中，所述控制线路根据所述输出电压和所述输出电流以取得一输出功率，并根据所述输出功率以计算一输入电压和一输入电流，所述控制线路根据所述输出功率和所述输入电流以输出一脉波宽度调制信号给所述升压单元的开关元件，以控制所述开关元件的导通电流，而所述电流检测元件根据所述导通电流以输出一感应电流给所述控制线路，而所述控制线路根据所述感应电流以调整所述脉波宽度调制信号的责任周期。

【技术特征摘要】
1.一种电流总谐波失真率控制电路，其特征在于，所述电流总谐波失真率控制电路包括：一功率因数校正线路，包括：一升压单元，包括一开关元件和一电流检测元件，所述开关元件串接所述电流检测元件；一逆变单元，耦接所述升压单元；以及一回授单元，耦接所述逆变单元，用以检测一输出电压和一输出电流；以及一控制线路，耦接所述升压单元和所述回授单元；其中，所述控制线路根据所述输出电压和所述输出电流以取得一输出功率，并根据所述输出功率以计算一输入电压和一输入电流，所述控制线路根据所述输出功率和所述输入电流以输出一脉波宽度调制信号给所述升压单元的开关元件，以控制所述开关元件的导通电流，而所述电流检测元件根据所述导通电流以输出一感应电流给所述控制线路，而所述控制线路根据所述感应电流以调整所述脉波宽度调制信号的占空比；所述控制线路包括一第一控制单元、一第二控制单元以及一调整单元，所述第一控制单元耦接所述第二控制单元和所述升压单元，所述第二控制单元耦接所述回授单元和所述调整单元，所述调整单元耦接所述电流检测元件。2.根据权利要求1所述的电流总谐波失真率控制电路，其特征在于，所述调整单元根据所述感应电流以输出一第一调整信号给所述第二控制单元，以使所述第二控制单元根据所述第一调整信号调整所述脉波宽度调制信号的占空比，而所述第一控制单元根据所述脉波宽度调制信号的占空比以调整所述升压单元的所述开关元件的导通电流。3.根据权利要求1所述的电流总谐波失真率控制电路，其特征在于，所述调整单元根据所述感应电流和所述脉波宽度调制信号，以输出一第一调整信号给所述第二控制单元，以使所述第二控制单元根据所述第一调整信号调整所述脉波宽度调制信号的占空比，而所述第一控制单元根据所述脉波宽度调制信号的占空比以调整所述升压单元的所述开关元件的导通电流。4.根据权利要求1所述的电流总谐波失真率控制电路，其特征在于，所述控制线路输出一控制电压以控制一正负端线电压，以使所述正负端线电压根据一市电输入电压而在一预设范围内变化。5.根据权利要求4所述的电流总谐波失真率控制电路，其特征在于，所述调整单元根据所述第二控制单元的控制电压，以输出一第二调整信号，以使所述第二控制单元根据所述第二调整信号输出所述控制电压，以使所述正负端线电压根据所述市电输入电压而在所述预设范围内变化。6.根据权利要求1所述的电流总谐波失真率控制电路，其特征在于，所述功率因数校正线路还包括一滤波单元和一整流单元，所述滤波单元耦接一市电，所述整流单元耦接所述滤波单元和所述升压单元，所述滤波单元包括一对滤波电容和一共模电感，所述一对滤波电容耦接于所述共模电感和所述市电，而所述整流单元包括一储能电感和一...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈铭宪，胡斌，谢卓明，
申请(专利权)人：日月元科技深圳有限公司，旭隼科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44