本发明专利技术公开了一种可在线编程的通用PFC多功能处理器，包括全波整流电路、DC/DC转换电路和PFC处理器，其特征在于：全波整流电路将交流市电变为直流电，通过DC/DC转换器输出，DC/DC转换器由PFC处理器控制。本发明专利技术处理过程简单、方便，不需要频繁地修改硬件电路，所采用的主控MCU芯片种类多、二次开发技术易掌握、可扩展功能丰富，能够有效降低电路中的EMI。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种功率因数校正(PFC)的处理器。
技术介绍
目前用于电源驱动器中的PFC模块技术一般分为两类，一类是通过对现有基本电路的结构进行改进，从而达到提高功率因数的效果，如专利申请号为201010607182. 0的 “一种BOOST与BUCK集成的无桥单级PFC电路”;另一类是使用专门用于整流功率因数校正的控制芯片，如Cirrus Logic公司的CS1600芯片、MITSUMI公司的LED灯用PFC开关电源控制 IC MM3460、Marvell 公司的 88EM8080/81 等等。对于第一种技术，实现电路如图I所示，其特征在于通过功率MOSFET管S1，储能电容C1和二极管D7结合了一个无桥BOOST电路与一个BUCK电路，功率MOSFET管S1既作为无桥BOOST电路的开关管之一，又作为BUCK电路的开关管；储能电容C1作为无桥BOOST 电路的输出电容储存无桥BOOST电路传输的能量，并作为BUCK电路的输入电容，给BUCK电路的负载提供能量。虽然该技术使用的器件相对减少，达到了降低成本、减小损耗的目的，但还是存在不足之处(I)该方法属于模拟PFC，它已经不能很好地满足日益严格的法规要求和能效标准。(2)其电路参数完成设计后就无法改变，对负载、电流、电压等参数的调控能力相对较差，更无法实现在线编程等功能，适应性不强，适用范围较窄。对于第二种技术，以Cirrus Logic公司推出的CS1600芯片为例，实现电路如图2 所示，其特征在于该芯片为数字控制、不连续导通模式(DCM)、有源功率因数校正1C，目标应用为额定功率高达300瓦的电源。专用芯片的数字IC可提高全负载下的效能，轻载条件下的性能优势也很明显，但其依然存在着缺憾(I)在线编程能力不强，专用芯片完成应用设计后，对负载、电压、电流等参数的调控能力不足，通用性不佳。(2)可拓展开发空间小，用户不易根据自己的需求对芯片进行功能扩展。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提供一种采用通用芯片和嵌入式方法实现的 PFC处理器，减少系统的采样电路，解决电源驱动系统中PFC模块通用性差的问题，增加可在线编程功能，降低系统的EMI，提高实用性能。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案包括全波整流电路、DC/DC转换电路和 PFC处理器，全波整流电路将交流市电变为直流电，通过DC/DC转换器输出，DC/DC转换器由 PFC处理器控制。所述的DC/DC转换器包括电流采样电路、电压采样电路、功能扩展电路、电感器 LI、导流二极管D1、电容器Cl和功率开关管Ql，PFC处理器采用主控单片机实现。其中，市电的火线L与全波整流电路BD的交流输入端AC+连接；市电的零线N与全波整流电路BD的AC-端连接；电感器LI的一端接整流桥BD的直流输入端DC+，另一端接功率开关管Ql的漏极和导流二极管Dl的阳极；功率开关管Ql的源极接电流采样电路的电流采样电阻Rl—端，功率开关管Ql的栅极接主控单片机的端口 I/O. 0 ;电流采样电阻Rl另一端接全波整流电路BD的直流输出端DC-;电容器Cl 一端与导流二极管Dl阴极连接，另一端与电流采样电阻Rl的一端和全波整流电路BD的DC-端连接；电阻R2a与电阻R2b串联构成电压采样电路，并联在电容器Cl两端；负载电阻R并联在电容器Cl两端；主控单片机的I/O. I管脚接在功率开关管Ql的源极和电流采样电阻Rl之间，I/O. 2管脚接在电阻R2a 和电阻R2b之间，串口管脚COM接红外接收器，GND管脚接全波整流电路BD的DC-端；主控单片机的端口 XALTl与XALT2外接一个晶体振荡电路，其中晶体谐振器Y —端接XALTl，另一端接XALT2，电容C2a与电容C2b串联后跨接在Y上，在电容C2a和电容C2b引出一条地线与GND连接。或者，市电的火线L与全波整流电路BD的交流输入端AC+连接；市电的零线N与全波整流电路BD的AC-端连接；功率开关管Ql的漏极与全波整流电路BD的DC+端连接， 源极与导流二极管D的阴极、电感器LI的一端连接，栅极与主控单片机的端口 1/0.0连接； 导流二极管D的阳极通过电流采样电阻Rl连接全波整流电路BD的DC-端；电感器LI的另一端通过电容器Cl连接全波整流电路BD的DC-端；电阻R2a与电阻R2b串联构成电压采样电路，并联在电容器Cl两端；负载电阻R并联在电容器Cl两端；主控单片机的I/O. I管脚接在电流采样电阻Rl与全波整流电路BD的DC-端口之间，I/O. 2管脚接在电阻R2a和电阻R2b之间，串口管脚COM连接能够与外部进行信息双向传输的数据线，GND管脚接全波整流电路BD的DC-端；主控单片机的端口 XALTl与XALT2外接一个晶体振荡电路，其中晶体谐振器Y —端接XALTl，另一端接XALT2，电容C2a与电容C2b串联后跨接在Y上，在电容 C2a和电容C2b引出一条地线与GND连接。或者，市电的火线L与全波整流电路BD的交流输入端AC+连接；市电的零线N与全波整流电路BD的AC-端连接；功率开关管Ql的漏极与全波整流电路BD的DC+端连接， 源极与导流二极管D的阴极、电感器LI的一端连接，栅极与主控单片机的端口 1/0.0连接； 电感器LI的另一端通过电流采样电阻Rl连接全波整流电路BD的DC-端连接；导流二极管 D的阳极通过电容器Cl连接全波整流电路BD的DC-端；电阻R2a与电阻R2b串联构成电压采样电路，并联在电容器Cl两端；负载电阻R并联在电容器Cl两端；主控单片机的I/O. I 管脚接在电流采样电阻Rl与电感器LI之间，I/O. 2管脚接在电阻R2a和电阻R2b之间，串口管脚COM连接数据线接受外部信息，GND管脚接全波整流电路BD的DC-端；主控单片机的端口 XALTl与XALT2外接一个晶体振荡电路，其中晶体谐振器Y —端接XALTl，另一端接 XALT2，电容C2a与电容C2b串联后跨接在Y上，在电容C2a和电容C2b引出一条地线与GND 连接。所述的主控单片机(MCU)包括A/D转换器1、A/D转换器2、程序存储器、数据存储器、CPU、定时器/计数器、PWM发生器(可由定时器实现)、I/O 口和COM 口。本专利技术的具体实现方法如下首先，将相位从0到/2的正弦波离散化，之后将这些离散数据存储在数据存储器中，并根据开关频率和电网电压频率确定所需的离散数据的数目和时间间隔。同时，将占空比计算的方法通过软件编程存储在程序存储器中。当电路启动时，电感电流采样值经过A/D转换器I转换后传送给CPU，CPU检测到最小电流点信号时给定时器一个触发信号。定时器接收到触发信号后，在每一个控制周期的时间间隔内向数据存储器发出提取数据的信号。数据存储器接收到信号后，依次把已存的离散数据传送给CPU。与此同时，输出电压的采样值经过A/D转换器2转换后也传送给 CPU, CPU根据采样得到的输出电压数据得到一个比例因子，该比例因子与离散波形的数据相乘之后得到相应的参考电流的数值。根据所得到的参考电流值、采样值和电路参数，以及预存的占空比算法程序计算出每个控制周期的占空比，据此控制PWM发生器输出相应的脉冲信号。PWM输出的脉冲信号控制DC/DC转换器中开关管的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：贺宏锟，阳金金，石雷，王林博，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：
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