[发明专利]单相功率因数校正滞环电流控制器

说明书

技术领域

本发明属于微控制器技术领域，涉及一种单相功率因数校正滞环电流控制器。

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。现有的控制器还没有利用APFC的控制器。

发明内容

本发明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，本发明采用如下技术方案：

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。

作为本发明的一种优选方案，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。

作为本发明的一种优选方案，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。

作为本发明的一种优选方案，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。

作为本发明的一种优选方案，所述驱动模块为一推挽驱动器。

作为本发明的一种优选方案，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C1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L1的一端相连，电感L1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E1的正极、电阻R4的一端以及一等效负载电阻RL的一端相连；