[发明专利]一种基于硬件的功率因素校正装置和方法

权利要求书

1.一种基于硬件的功率因素校正装置,包括一个PFC模块，其特征在于，所述PFC模块只是一个独立外设，而不是一个独立的处理器，它的控制参数向CPU完全开放，不需要额外的编译工具和目标代码链接工具，只需要通过CPU就可以对其进行操作；

所述PFC模块包括：

采样数据请求模块，用于对直流母线电压、整流之后的交流输入电压，及整流之后的交流输入电流采样的请求、响应，及获取ADC数据；

寄存器模块，用于响应CPU对PFC模块的参数配置，及将PFC调节中的过程数据反馈给CPU，配置参数包括：各 PI环的参数、直流母线电压参考VdcRef、全程有源或部分有源PFC实现方法选择信号；

电压PI模块，用于直流母线电压参考VdcRef与实际的直流母线电压Vdc间的PI调节；

计算参考电流模块，用于电流PI模块所需的参考电流的计算；

电流PI模块，用于参考电流IacRef与实际的整流之后的交流输入电流Iac间的PI调节；

PWM波形生成模块，用于符合要求占空比的PWM波形输出。

2.根据权利要求1所述的基于硬件的功率因素校正装置，其特征在于，所述采样数据请求模块输入端Vdc_ack、Vac_ack、Iac_ack、Vdc_data、Vac_data、Iac_data，输出端Vdc_req、Vac_req、Iac_req,连接所述PFC模块外部，输出端Vdc_data_conv、voltpi_start连接电压PI模块，输出端Vac_data_conv连接计算参考电流模块，输入端Parameter_config连接寄存器模块，输出端Iac_data_conv连接电流PI模块；

所述寄存器模块输出端Parameter_config连接电压PI模块、计算参考电流模块、电流PI模块和PWM波形生成模块，输出端VdcRef连接电压PI模块；

所述电压PI模块输出端iref_start、Vpio连接计算参考电流模块；

所述计算参考电流模块输出端currpi_start、IacRef连接电流PI模块，输出端part_apfc_mask连接PWM波形生成模块；

所述电流PI模块输出端ipi_done、Ipio连接PWM波形生成模块；

所述PWM波形生成模块输出端pwm_out连接PFC模块外部。

3.一种功率因素校正方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）用户通过在线调试工具输入参数信息，CPU直接对PFC模块进行参数配置，启动PFC模块工作，配置参数包括：各 PI环的参数、直流母线电压参考VdcRef、全程有源或部分有源PFC实现方法选择信号；

（2）ADC采集直流母线电压值、整流之后的交流输入电压值，及整流之后的交流输入电流值，直接传输给PFC模块；

（3）PFC模块收到电流、电压数据，自动进行系统PFC调节；

（4）PFC模块同时将PFC调节中的过程数据，通过总线，传回CPU，再通过在线调试工具反馈给用户，便于用户对数据进行跟踪，且相应进行参数调整；

（5）若用户需要调整参数，则会通过在线调试工具再次对PFC模块进行参数配置；

（6）重复执行第二至第五步，最终达到用户对系统功率因素的指标要求。

4.根据权利要求3所述的功率因素校正方法，其特征在于，所述PFC模块收到电流、电压数据，自动进行系统PFC调节包括以下步骤：

当PFC实现方法选择信号为全程有源时：

（1）ADC采集实际直流母线电压值、整流之后的交流输入电压值，及整流之后的交流输入电流值，且将这些值，直接传输给PFC模块；

（2）PFC模块根据直流母线电压参考VdcRef与实际的直流母线电压Vdc，进行电压的PI运算，输出Vpio值；

（3）PFC模块根据Vpio、实际整流之后的交流输入电压Vac值，及整流之后的交流输入电压值的平方均VacAvg值，得出参考电流IacRef值；

（4）PFC模块根据参考电流IacRef与实际的整流之后的交流输入电流Iac值，进行电流的PI运算，输出Ipio值；

（5）PFC模块由Ipio值，经过PWM生成模块，输出符合要求占空比的PWM波形，控制电路中的IGBT的通断；

当PFC实现方法选择信号为部分有源时：

（1）ADC采集实际直流母线电压值、整流之后的交流输入电压值，及整流之后的交流输入电流值，且将这些值，直接传输给PFC模块；

（2）PFC模块根据直流母线电压参考VdcRef与实际的直流母线电压Vdc，进行电压的PI运算，输出Vpio值；

（3）PFC模块根据Vpio、实际整流之后的交流输入电压Vac值，及整流之后的交流输入电压值的平方均VacAvg值，得出参考电流IacRef值；

（4）PFC模块根据参考电流IacRef与实际的整流之后的交流输入电流Iac值，进行电流的PI运算，输出Ipio值；

（5）PFC模块由Ipio值，经过PWM生成模块；

（6）PFC模块判断整流之后的交流输入电压Vac值是否在可调节范围之内，如果是，则输出符合要求占空比的PWM波形，控制电路中的IGBT的通断，如果不是，则产生part_apfc_mask信号，来屏蔽掉PWM波形输出。