单相功率因数校正滞环电流控制器制造技术

本实用新型专利技术揭示一种单相功率因数校正滞环电流控制器，该控制器包括控制电路及功率电路，控制电路与功率电路连接；所述控制电路包括：检测模块、数控模块、驱动模块；所述功率电路用以接收单相交流输入电压和来自控制电路的ＰＷＭ驱动脉冲，控制功率开关的开通与关断，调节升压电感的充电和放电，完成功率因数校正的设计功能。本实用新型专利技术的电路设计根据功率因数校正器的工作原理和实质，设计了单相功率因数校正滞环电流控制器数字电路设计方案，具有结构简单、附加成本低、实现容易、通用性强等优点。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于微控制器
，涉及一种单相功率因数校正滞环电流控制器。
技术介绍
随着微控制器技术的发展以及考虑到数字控制的灵活性和可塑性，采用数字控制技术的 单相有源功率因数校正(APFC)电路正在日益成为技术发展的主流，有取代传统模拟APFC 的趋势。数字控制APFC具有很多优点，通过微控制器，很多新的调制策略和控制算法可以 实现。现有的控制器还没有利用APFC的控制器。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供新型的采用滞环电流控制技术、根据需要输出 功率大小和输入电压有效值确定输入电流给定的单相有源功率因数校正电路的数字设计方案，可以适用所有APFC的应用场合，具有概念清新、灵活性强、校正效果佳之优点。为解决上述技术问题，本技术采用如下技术方案一种单相功率因数校正滞环电流控制器，该控制器包括控制电路及功率电路，控制电路与 功率电路连接；所述控制电路包括检测模块，用以完成检测正弦半波输入电压、分流电阻电压、输出电压和输出电流； 数控模块，用以对上述正弦半波输入电压、分流电阻电压、输出电压和输出电流进行模数转换；并计算出输出功率，而后根据输入电压有效值计算输入电流的给定，进而根据滞环宽度确定给定电流的外限和内限，电感的实际电流限制在外限和内限之间；当实际电流达到外限和内限时，经过一触发器生成PWM脉冲信号；驱动模块，用以根据所述触发器产生PWM脉冲信号生成PWM驱动脉冲； 所述功率电路用以接收单相交流输入电压和来自控制电路的PWM驱动脉冲,控制功率开关的开通与关断，调节升压电感的充电和放电，完成功率因数校正的设计功能。作为本技术的一种优选方案，所述检测模块包括若干运放器，所述各运放器的一入口与所述功率电路连接，所述各运放器的一出口与数控模块连接。作为本技术的一种优选方案，所述数控模块包括若干模数转换滤波单元、输入电压有效值计算单元、输入电流有效值计算单元、输出功率计算单元、滞环宽度给定单元、外限 计算单元、内限计算单元、外限减法单元、内限减法单元、外限比较单元、内限比较单元、 RS触发器和输入电压过零判断单元；所述输入电压有效值计算单元、电压过零判断单元、输出功率计算单元的出口与输入电 流有效值计算单元的入口连接；所述输入电流有效值计算单元、滞环宽度给定单元的出口分别与外限计算单元、内限计 算单元的入口连接；所述外限计算单元的出口与外限减法单元的入口连接，所述内限计算单元的出口与内限 减法单元的入口连接；所述外限减法单元的出口与外限比较单元的入口连接，所述内限减法单元的出口与内限 比较单元的入口连接； ，所述外限比较单元、内限比较单元的出口接入所述RS触发器。作为本技术的一种优选方案，所述数控模块包括四个模数转换滤波单元ADC1、 ADC2、 ADC3、 ADC4;所述模数转换滤波单元ADC1的出口与所述输入电压有效值计算单 元、输入电压过零判断单元的入口连接；所述模数转换滤波单元ADC2的出口与所述外限减 法单元的同相入口、内限减法单元的反相入口连接；所述模数转换滤波单元ADC3、 ADC4的 出口与所述输出功率计算单元的入口连接。作为本技术的一种优选方案，所述驱动模块为一推挽驱动器。作为本技术的一种优选方案，所述功率电路包括相交流电源VS、整流桥B、若干电 阻R3、 R4等、等效负载电阻RL、四电容C1、 C2、 C3、 C4、电感L1、电解电容E1、快速 恢复功率二极管FRD1、稳压二极管ZD1、功率开关S1;所述电阻中包括分流电阻RS1、 RS2;所述整流桥B的两个交流入口分别连接电容Cl的两端，并与交流电源VS的两端相连；所述整流桥B的直流正极与电感Ll的一端相连，电感Ll的另一端与快速恢复功率二极 管FRD1的阳极、电容C2的一端、功率开关S1的集电极共同相连；所述快速恢复功率二极管FRD1的阴极与电容C2的另一端相连后与电容C3的一端、电 解电容El的正极、电阻R4的一端以及一等效负载电阻RL的一端相连；所述整流桥B的直流负极与一分流电阻RS1的一端相连，该分流电阻RS1的另一端接地； 整流桥B的直流负极通过一电阻R3与电容C4连接，电容C4的另一端接地；所述功率开关Sl的门极与稳压二极管ZD1的阴极相连后与控制电路中的PWM出口相 连，功率开关S1的发射极、稳压二极管ZD1的阳极分别接地；电容C3的另一端、电解电容E1的负极、分流电阻RS2的一端接地，分流电阻RS2的另 一端与所述等效负载电阻RL的另一端相连。作为本技术的一种优选方案，所述检测模块包括四个运放器Al、 A2、 A3、 A4、电 阻R6、 R7、 R8、 R9、 RIO、 Rll、 R12、 R13、 R14、 R15、 R16、 R17、电容C5、 C6、 C7， 数控模块包括若干模数转换滤波单元ADC1、 ADC2、 ADC3、 ADC4;所述整流桥B的直流正极、直流负极分别通过电阻R6、R7与运放器Al的同相入口相连， 运放器A1的反相入口与其出口相连后与模数转换滤波单元ADC1的入口相连；电阻R8的一端与电阻R9的一端相连后与运放器A2的反相入口相连，电阻R8的另一端 与功率电路中电阻R3、电容C4的公共端相连，电阻R9的另一端分别与运放器A2的出口相 连后与电阻Rll的一端相连；电阻R10的一端分别与运放器A2的同相入口相连，其另一端 接地；电阻Rll的另一端与电容C5的一端相连后与模数转换滤波单元ADC2的入口相连， 电容C5的另一端接地；电阻R12的一端与电阻RI3的一端相连后与运放器A3的反相入口相连，电阻R12的另 一端接地，运放器A3的正相入口与功率电路中分流电阻RS2、电阻R5公共端相连，电阻R13 的另一端分别与运放器A3的出口相连后与电阻R14的一端相连电阻R14的一端分别与电 容C6的一端相连后与模数转换滤波单元B3的入口相连，电容C6的另一端接地；电阻R15的一端与电阻R16的一端相连后与运放器A4的反相入口相连，电阻R15的另 一端接地，运放器A4的正相入口与功率电路中电阻R4、电阻R5公共端相连，电阻R16的 另一端分别与运放器A4的出口相连后与电阻R17的一端相连；电阻R17的一端分别与电容 C4的一端相连后与模数转换滤波单元B4的入口相连，电容C7的另一端接地。本技术的有益效果在于本技术的电路设计根据功率因数校正器的工作原理和 实质，设计了单相功率因数校正滞环电流控制器数字电路设计方案，具有结构简单、附加成 本低、实现容易、通用性强等优点。另外，本技术采用输出功率和输入电压检测方式， 具有连续电流模式、数字控制手段、采用感量较大电感等特征。附图说明图1为单相功率因数校正滞环电流控制器的电路原理图。具体实施方式以下结合附图详细说明本技术的优选实施例。本技术提供了一种单相功率因数校正滞环电流控制器，该控制器包括控制电路1及 功率电路2,控制电路1与功率电路2连接。所述控制电路1包括检测模块11、数控模块12、驱动模块13。检测模块用以完成检测正 弦半波输入电压、分流电阻电压(反映电感电流)、输出电压和输出电流。数控模块用以对上 述正弦半波输入电压、分流电阻电压、输出电压和输出电流进行模数转换；并计算出输出功 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单相功率因数校正滞环电流控制器，其特征在于：该控制器包括控制电路及功率电路，控制电路与功率电路连接；　所述控制电路包括：　检测模块，用以完成检测正弦半波输入电压、分流电阻电压、输出电压和输出电流；　数控模块，用以对上述 正弦半波输入电压、分流电阻电压、输出电压和输出电流进行模数转换；并计算出输出功率，而后根据输入电压有效值计算输入电流的给定，进而根据滞环宽度确定给定电流的外限和内限，电感的实际电流限制在外限和内限之间；当实际电流达到外限和内限时，经过一触发器生成ＰＷＭ脉冲信号；　驱动模块，用以根据所述触发器产生ＰＷＭ脉冲信号生成ＰＷＭ驱动脉冲；　所述功率电路用以接收单相交流输入电压和来自控制电路的ＰＷＭ驱动脉冲，控制功率开关的开通与关断，调节升压电感的充电和放电，完成功率因数校正 的设计功能。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：管洪飞，杨喜军，马少才，
申请(专利权)人：上海儒竞电子科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]