[发明专利]单相功率因数校正单周期控制器无效
申请号: | 200810201576.9 | 申请日: | 2008-10-23 |
公开(公告)号: | CN101383513A | 公开(公告)日: | 2009-03-11 |
发明(设计)人: | 雷淮刚;邱海陵;刘智翎 | 申请(专利权)人: | 上海儒竞电子科技有限公司 |
主分类号: | H02J3/18 | 分类号: | H02J3/18 |
代理公司: | 上海光华专利事务所 | 代理人: | 余明伟 |
地址: | 200072上海市闸*** | 国省代码: | 上海;31 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 单相 功率因数 校正 周期 控制器 | ||
技术领域
本发明涉及一种采用单周期控制策略的单相有源功率因数校正电路的数字设计方案,该校正电路方案采用输出功率测量技术,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。
背景技术
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。另一方面单周期控制技术同时具有调制技术和控制技术于一体的特点,非常适合作为功率因数校正器的控制算法,常规单周期控制技术需要输出电压作为检测信号,可以稳定输出电压,但是对输出功率的鲁棒性效果较差,而且均为模拟控制方案。
鉴于此,实有必要设计一种新的单相有源功率因数校正电路的数字设计方案以解决上述问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种单相功率因数校正单周期控制器,它采用输出功率作为反馈技术、单周期控制思想的单相有源功率因数校正电路的数字设计方案,它可以适用所有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,本发明采用以下技术方案:单相功率因数校正单周期控制器,其特征在于:所述单相功率因数校正单周期控制器包括控制电路模块以及与其配套的功率电路模块,所述控制电路模块包括依次连接的三个模块:
检测模块,其包括十二只电阻、三只电容和四只运放;
数控模块,其包括四个模数转换滤波程序、一个输入电压有效值计算程序、一个输出功率计算程序、一个控制电压计算程序、一个减法程序、一个可复位积分程序、一个比较程序、一个RS触发程序和一个时钟程序;
以及驱动模块,其包括一只推挽驱动器。
功率电路模块由八只电阻、四只电容、一只电解电容、一只快速恢复功率二极管和一只稳压二极管构成,整个电路构成一个典型的APFC功率电路模块。
检测模块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,基于上述信息,数控模块完成对其模数转换,在计算出输出功率之后,根据输出功率的大小和输入电压有效值确定控制电压,再经过可复位积分程序、RS触发程序产生PWM脉冲信号,最终经过驱动模块的驱动器产生PWM驱动脉冲。
功率电路模块接收单相交流输入电压和来自控制电路模块的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(储存能量)和放电(释放能量),完成功率因数校正的设计功能。
本发明根据单相有源功率因数校正基本原理以及单周期控制原理,设计制作了新型的跟随输出功率的单相功率因数校正的数字设计方案,因而具有设计构思新颖、通用性强等特征,同时具有结构简单、成本低、实现容易、灵活强等优点,还可以支持较宽范围功率输出,尤其适用于大功率变频空调的APFC。
附图说明
图1为本发明单相功率因数校正单周期控制器的电路原理图。
具体实施方式
一种单相功率因数校正单周期控制器,其包括控制电路模块以及配套的功率电路模块,其中,控制电路模块中,包括三个组成模块:检测模块,数控模块和驱动模块,
检测模块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,基于上述信息,数控模块完成对其模数转换,在计算出输出功率之后,根据输出功率的大小和输入电压有效值确定控制电压,再经过可复位积分程序、RS触发程序产生PWM脉冲信号,最终经过驱动模块的驱动器产生PWM驱动脉冲。
功率电路模块接收单相交流输入电压和来自控制电路模块的PWM驱动脉冲,控制功率开管(开关)的开通与关断,调节升压电感的充电(储存能量)和放电(释放能量),完成功率因数校正的设计功能。
其中,检测模块包括12只电阻、3只电容和4只运放;数控模块包括4个模数转换滤波程序、1个输入电压有效值计算程序、1个输出功率计算程序、一个控制电压计算程序、1个减法程序、1个可复位积分程序、1个比较程序、1个RS触发程序、1个时钟程序;驱动模块包括1只推挽驱动器。检测模块中,第六只电阻的一端与第七只电阻的一端相连后与第一只运放的同相输入端相连,第六只电阻的另一端与第七只电阻的另一端分别与功率电路模块中第一只整流桥的正极和负极相连,第一只运放的反相输入端与其输出端相连后与第一只模数转换滤波程序的入口相连。
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