电器设备、功率因数补偿电路及其控制装置和控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种电器设备、功率因数补偿电路及其控制装置和控制方法。该功率因数补偿电路的控制装置包括：第一电压采样模块，用于对功率因数补偿电路中电感线圈的电压进行电压采样，并输出第一电压采样信号；第二电压采样模块，用于对功率因数补偿电路接入的交流电进行电压采样，并输出与交流电具有相同频率和相同相位的第一波形信号；以及开关驱动信号生成模块，用于根据第一电压采样信号和第一波形信号生成开关驱动信号，并输出至功率因数补偿电路中开关电路的受控端，以控制开关电路的开关频率。本发明专利技术技术方案可在当PFC电感线圈中输入电流对应的电感电压超出CCM中预设的电压范围上限时，可继续使得PFC电路根据更高的输入电流工作。入电流工作。入电流工作。

【技术实现步骤摘要】
电器设备、功率因数补偿电路及其控制装置和控制方法


[0001]本专利技术涉及功率变换
，特别涉及一种电器设备、功率因数补偿电路及其控制装置和控制方法。

技术介绍

[0002]电器设备中通常采用PFC(功率因数补偿)电路以在对接入的市电进行升压/降压变换的同时，提高其输出的电压质量。目前PFC电路中存在3种工作模式，即DCM(电流断续模式)、BCM(电流临界模式)和CCM(电流连续模式)，PFC电路会根据线圈中输入电流的变化对应切换上述三种工作模式，当输入电流的幅值范围小时工作在DCM，当输入电流增加时，会逐级切换到BCM和CCM。
[0003]假如PFC(功率因数补偿)电路已经处于CCM，当PFC电感线圈中输入电流对应的电压超出CCM中预设的电压范围上限时，无法切换模式来满足更高的输入电流的要求。

技术实现思路

[0004]本专利技术的主要目的是提供一种功率因数补偿电路的控制装置，旨在当PFC电感线圈中输入电流对应的电感电压超出CCM中预设的电压范围上限时，可继续使得PFC电路根据更高的输入电流工作。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提出一种功率因数补偿电路的控制装置。所述功率因数补偿电路的控制装置包括：
[0006]第一电压采样模块，用于对功率因数补偿电路中电感线圈的电压进行电压采样，并输出第一电压采样信号；
[0007]第二电压采样模块，用于对功率因数补偿电路接入的交流电进行电压采样，并输出与所述交流电具有相同频率和相同相位的第一波形信号；以及
[0008]开关驱动信号生成模块，用于根据所述第一电压采样信号和所述第一波形信号生成开关驱动信号，并输出至所述功率因数补偿电路中开关电路的受控端，以控制所述开关电路的开关频率。
[0009]可选地，所述开关驱动信号生成模块包括：
[0010]第一占空比计算模块，用于获取预设电感值、预设开关频率、所述第一电压采样信号对应的电压值和所述第一波形信号的电压幅值，以及用于将所述预设电感值、所述预设开关频率及所述第一波形信号的电压幅值进行乘法计算后再与所述第一电压采样信号对应的电压值进行除法计算，并根据计算结果输出第一占空比信号；以及
[0011]第一开关驱动信号输出模块，用于根据预设脉冲幅值和接收到的所述第一占空比信号输出开关驱动信号。
[0012]可选地，所述开关驱动信号生成模块包括：
[0013]第一电流传感器，用于对功率因数补偿电路接入的交流电进行电流采样，并输出电流采样信号；
[0014]电流补偿电路，用于根据所述第一波形信号和所述电流采样信号输出第二波形信号；
[0015]第二占空比计算模块，用于获取预设电感值、预设开关频率、所述第一电压采样信号对应的电压值和所述第二波形信号的电压幅值，以及用于将所述预设电感值、所述预设开关频率及所述第二波形信号的电压幅值进行乘法计算后再与所述第一电压采样信号对应的电压值进行除法计算，并根据计算结果输出第二占空比信号；以及
[0016]第二开关驱动信号输出模块，用于根据预设脉冲幅值和接收到的所述第二占空比信号输出开关驱动信号。
[0017]可选地，所述电流补偿电路用于获取所述电流采样信号在预设时间内幅值的平均值的绝对值以及所述第一波形信号在所述预设时间内幅值的绝对值，将所述第一波形信号在所述预设时间内幅值的绝对值与所述平均值的绝对值进行减法计算，并根据计算结果输出第二波形信号至所述第二占空比计算模块。
[0018]可选地，所述功率因数补偿电路接入的交流电的每一周期分为第一半波周期和第二半波周期，所述预设时间为所述第一半波周期或第二半波周期；
[0019]所述电流补偿电路用于获取所述电流采样信号在所述第一半波周期或所述第二半波周期内幅值的平均值的绝对值。
[0020]可选地，所述第一电压采样模块包括：
[0021]第一电压传感器，用于检测所述电感线圈第一端的电压，并输出第二电压采样信号；
[0022]第二电压传感器，用于检测所述电感线圈第二端的电压，并输出第三电压采样信号；以及
[0023]计算电路，用于将所述第二电压采样信号和所述第三电压采样信号进行减法计算，并根据计算结果输出第一电压采样信号。
[0024]可选地，所述第一波形信号为正弦波信号，所述开关驱动信号为PWM控制信号。
[0025]本专利技术还提出一种功率因数补偿电路的控制方法，功率因数补偿电路包括用于经整流电路接入交流电的电感线圈和用于根据开关驱动信号控制整流电路输出至电感线圈的直流电的开关电路，所述功率因数补偿电路的控制方法包括以下步骤：
[0026]对功率因数补偿电路中电感线圈进行电压采样，以获取第一电压采样信号；
[0027]对功率因数补偿电路接入的交流电进行电压采样，以获取与所述交流电具有相同频率和相同相位的第一波形信号；以及
[0028]根据所述第一电压采样信号和所述第一波形信号输出开关驱动信号至所述开关电路，以控制所述开关电路的开关频率。
[0029]可选地，所述根据所述第一电压采样信号和所述第一波形信号输出开关驱动信号至所述开关电路，以控制所述开关电路的开关频率的步骤包括：
[0030]确定所述第一电压采样信号对应的电压值和所述第一波形信号的电压幅值；
[0031]根据预设电感值、预设开关频率、所述第一电压采样信号对应的电压值和所述第一波形信号的电压幅值以及第一预设公式：计算获取第一占空比参数，并根据第一占空比参数生成第一占空比信号；D1为第一占空比参数，L为预设电感值，
fsw为预设开关频率，I
Lon1
为第一波形信号的电压幅值，Vi
‑
V0为第一电压采样信号对应的电压值；以及
[0032]根据预设脉冲幅值和第一占空比信号生成开关驱动信号，并输出至功率因数补偿电路中的开关电路，以控制所述开关电路的开关频率。
[0033]可选地，所述根据所述第一电压采样信号和所述第一波形信号输出开关驱动信号至所述开关电路，以控制所述开关电路的开关频率的步骤包括：
[0034]对功率因数补偿电路接入的交流电进行电流采样，以获取电流采样信号；
[0035]根据所述第一波形信号和所述电流采样信号获取第二波形信号；
[0036]确定所述第一电压采样信号对应的电压值和所述第二波形信号的电压幅值；
[0037]根据预设电感值、预设开关频率、所述第一电压采样信号对应的电压值和所述第二波形信号的电压幅值以及第二预设公式：计算获取第二占空比参数，并根据第二占空比参数生成第二占空比信号；D2为第二占空比参数，L为预设电感值，fsw为预设开关频率，I
Lon2
为第二波形信号的电压幅值，Vi
‑
V0为第一电压采样信号对应的电压值；
[0038]根据预设脉冲幅值和第二占空比信号生成开关驱动信号，并输出至功率因数补偿电路中的开关电路，以控制所述开关电路的开关频率。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种功率因数补偿电路的控制装置，其特征在于，功率因数补偿电路包括用于经整流电路接入交流电的电感线圈和用于根据开关驱动信号控制整流电路输出至电感线圈的直流电的开关电路，所述功率因数补偿电路的控制装置包括：第一电压采样模块，用于对功率因数补偿电路中电感线圈的电压进行电压采样，并输出第一电压采样信号；第二电压采样模块，用于对功率因数补偿电路接入的交流电进行电压采样，并输出与所述交流电具有相同频率和相同相位的第一波形信号；以及开关驱动信号生成模块，用于根据所述第一电压采样信号和所述第一波形信号生成开关驱动信号，并输出至所述功率因数补偿电路中开关电路的受控端，以控制所述开关电路的开关频率。2.如权利要求1所述的功率因数补偿电路的控制装置，其特征在于，所述开关驱动信号生成模块包括：第一占空比计算模块，用于获取预设电感值、预设开关频率、所述第一电压采样信号对应的电压值和所述第一波形信号的电压幅值，以及用于将所述预设电感值、所述预设开关频率及所述第一波形信号的电压幅值进行乘法计算后再与所述第一电压采样信号对应的电压值进行除法计算，并根据计算结果输出第一占空比信号；以及第一开关驱动信号输出模块，用于根据预设脉冲幅值和接收到的所述第一占空比信号输出开关驱动信号。3.如权利要求1所述的功率因数补偿电路的控制装置，其特征在于，所述开关驱动信号生成模块包括：第一电流传感器，用于对功率因数补偿电路接入的交流电进行电流采样，并输出电流采样信号；电流补偿电路，用于根据所述第一波形信号和所述电流采样信号输出第二波形信号；第二占空比计算模块，用于获取预设电感值、预设开关频率、所述第一电压采样信号对应的电压值和所述第二波形信号的电压幅值，以及用于将所述预设电感值、所述预设开关频率及所述第二波形信号的电压幅值进行乘法计算后再与所述第一电压采样信号对应的电压值进行除法计算，并根据计算结果输出第二占空比信号；以及第二开关驱动信号输出模块，用于根据预设脉冲幅值和接收到的所述第二占空比信号输出开关驱动信号。4.如权利要求3所述的功率因数补偿电路的控制装置，其特征在于，所述电流补偿电路用于获取所述电流采样信号在预设时间内幅值的平均值的绝对值以及所述第一波形信号在所述预设时间内幅值的绝对值，将所述第一波形信号在所述预设时间内幅值的绝对值与所述平均值的绝对值进行减法计算，并根据计算结果输出第二波形信号至所述第二占空比计算模块。5.如权利要求4所述的功率因数补偿电路的控制装置，其特征在于，所述功率因数补偿电路接入的交流电的每一周期分为第一半波周期和第二半波周期，所述预设时间为所述第一半波周期或第二半波周期；所述电流补偿电路用于获取所述电流采样信号在所述第一半波周期或所述第二半波周期内幅值的平均值的绝对值。
6.如权利要求1所述的功率因数补偿电路的控制装置，其特征在于，所述第一电压采样模块包括：第一电压传感器，用于检测所述电感线圈第一端的电压，并输出第二电压采样信号；第二电压传感器，用于检测所述电感线圈第二端的电压，并输出第三电压采样信号；以及计算电路，用于将所述第二电压采样信号和所述第三电压采样信号进行减法计算，并根据计算结果输出第一电压采样信号。7.如权利要求1所述的功率因数补偿电路的控制装置，其特征在于，所述第一波形信号为正弦波信号，所述开关驱动信号为PWM控制信号。8.一种功率因数补偿电路的控制方法，其特征在于，功率因数补偿电路包括用于经整流电路接入交流电的电感线圈和用于根据开关驱动信号控制整流电路输出至电感线圈的直流电的开关电路，所述功率因数补偿电路的控制方法包括以下步骤：对功率因数补偿电路中电感线圈进行电压采样，以获取第一电压采样信号；对功率因数补偿电路接入的交流电进行电压采样，以获取与所述交流电具有相同频率和相同相位的第一波形...

【专利技术属性】
技术研发人员：井上薰，
申请(专利权)人：美的集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：