[发明专利]一种用于永磁同步驱动器的高效功率因数电源电路

说明书

技术领域

本发明涉及节能技术领域，具体涉及一种用于永磁同步驱动器的高功率因数电源电路。

背景技术

随着工业自动化技术的发展，电机驱动器应用越来越广，由于其具有优良的调速性能和明显节能效果，因此受到越来越广的运用。现有的永磁同步驱动器的电源电路采用整流桥和滤波电路组合方式，这种方式价格低，但是对电网污染非常严重，功率因数很低一般在0.6左右。由于整流器与电容滤波电路是一种非线性元件与储能元件的组合，虽然输入的是正弦交流电压，但是输入的电流波形却是非连续带有高次谐波的波形，所以影响了输入端的功率因数。提高功率因数最简单的方法是采用无源校正，在整流输出接电感电容滤波器，这种方法可使功率因数达到0.85左右，但它只能对一定谐波进行抑制存在一定的局限性，它的体积和价格限制了在驱动器中的应用。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种用于永磁同步驱动器的高效功率因数电源电路，包括电压转换模块和功率因数校正模块；

电压转换模块用于将接收的交流电压转换成直流电压；

功率因数校正模块用于提高电源电路的功率因数，包括2个电容分别为C3、C6；2个滤波电容，分别为C4、C5；8个电阻，分别为R1、R5、R8、R9、R10、 R11、R12、R13、R14；2个电感，分别为L1、L2；4个二极管，分别为V6、V10、V11、V12，2个场效应管，分别为Q1、Q2；

电压转换模块正输出端与C3的一端以及R1的一端分别相连，R1的另一通过L1分别与V10的正极、V6的负极、L2的一端、V11的负极、V12的负极、Q1的漏极以及Q2的漏极分别相连，V11的正极、V12的正极、Q1的源极以及Q2的源极接地；Q2的栅极通过R10与R11与Q1的栅极、R8的一端以及R9的一端分别相连，Q1的栅极通过R5接地，R8的另一端与R9的另一端分别与V6的正极相连；L2的另一端与V8的负极相连，V8的正极通过R12与Q2的栅极相连，通过电阻R13以及R14接地；V10的负极分别与C4的正极、C5的正极以及C6的一端相连，C4的负极、C5的负极以及C6的一端分别接地；R10与R11之间输入PWM脉冲宽度调制方波信号，C6的两端分别输出。

有益效果

本发明通过控制场效应管Q1、Q2的开闭，实现对输出电压的控制，从而使输入电流波形近似正弦波形，有效的提高了功率因数；根据输出功率大小设计合适升压电感，保证谐波降到最低。

其次，本发明通过采用控制模块控制继电器，进而实现对电阻R1的控制，防止电源上电瞬间电流过大将电压转换模块(整流桥)烧坏。

再次，本发明进一步包括零电压关断与零电流关断模块，零电压关断与零电流关断模块用于使Q1和Q2导通时电压为零，使Q1和Q2关断时电流为零，减小Q1和Q2的损耗。

附图说明

图1为本发明用于永磁同步驱动器的高效功率因数电源电路的示意图。

图2为本发明继电器K1以及继电器控制模块示意图。

图3为本发明零电压关断与零电流关断模块示意图。

图4为本发明控制模块和直流电压模块示意图。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

大部分变频器电源采用整流桥和滤波电路组合方式，这种方式价格低，但是对电网污染非常严重，功率因数很低一般在0.6左右。同时，由于整流器与电容滤波电路是一种非线性元件与储能元件的组合，虽然输入的是正弦交流电压，但是输入的电流波形却是非连续带有高次谐波的波形，所以影响了输入端的功率因数。现有采用无源校校正提高功率因数是在整流输出接电感电容滤波器，这种方法可使功率因数达到0.85左右，但它只能对一定谐波进行抑制存在一定的局限性。本发明采用有源功率因数校正获得，把升压变换装置加入在整流桥与滤波电容中间，控制由专用IC驱动，附加电路对输入电流进行整形和对输出电压进行控制，使功率因数得到很好控制同时保证输出电压稳定不随输入电压变化。

功率因数(PF)是指交流输入的有功功率(P)与输入的视在功率的比值(S总功率)

PF＝P/S＝Rcosφ

其中，R表示输入电流失真系数，Cosφ输入电压相位与输入电流相位因数；

可见功率因数与电流失真系数和输入电压输入电流相位因数有关，Cosφ低表示输入端无功功率大，R值低表示输入端电流谐波大。因此，实现提高功率因数校的目的首先需要控制电感电流波形，使它能跟踪输入电压波形，从而得到高功率因数；其次，为输出负载提供稳定的直流电压。