[发明专利]用于测量功率因数变换器中的功率的系统和方法

说明书

提供了用于测量功率因数变换器中的功率的系统和方法。根据一个实施例，一种测量功率因数变换器的输入功率的方法包括确定来自PFC的输入端的整流电压信号的平均值，确定PFC的电感器电流的平均值，以及通过将整流电压信号的平均值与平均电感器电流相乘确定输入功率。

技术领域

本公开一般而言涉及电子装置，更特别地，涉及用于测量功率因数变换器功率的系统和方法。

背景技术

电源系统普遍存在于从计算机到汽车等许多电子应用中。一般地，通过操作载有电感器或者变换器的开关执行DC-DC、DC-AC和/或AC-DC变换来产生电源系统中的电压。这种系统的一类包括开关模式电源(SMPS)。SMPS通常比其它类型的功率变换器更高效，因为功率变换是通过控制电感器或者变压器的充电和放电执行的并且减小了因为电阻性电压降导致的功耗而产生的能量损失。

SMPS的一个具体应用是AC线电压到DC电压的转换。这种系统的一个示例包括许多级，包含整流级、功率因数变换器(PFC)和DC-DC变换器。可以使用由二极管桥实现的整流级将AC线电压变换为单相整流信号。PFC从单相整流信号产生DC电压，并且DC-DC变换器产生例如12V的第二DC输出电压。为了最小化无功功率，功率因数变换器可以进一步被配置为保证SMPS的输入电流与输入电压同相。

发明内容

根据一个实施例，一种测量功率因数变换器(PFC)的输入功率的方法包括确定来自PFC的输入端的整流电压信号的平均值，确定PFC的电感器电流的平均值，以及通过将整流电压信号的平均值与平均电感器电流相乘确定输入功率。

附图说明

为了更全面地理解本发明及其优点，结合附图参考下述描述，其中：

图1示出了一个实施例电源系统的原理图；

图2示出了一个实施例PFC控制器的原理图；

图3示出了一个实施例PFC系统的波形图；

图4示出了描述一个实施例功率测量系统的操作过程的原理和矢量图；

图5示出了使用平均电流和整流电压值计算功率的一个实施例PFC控制器；

图6示出了使用整流电压值和计时值计算功率的一个实施例PFC控制器；

图7示出了使用整流电压值和计时值计算功率的另一个实施例PFC控制器；

图8示出了一个实施例PFC控制器校准系统；以及

图9a-9b示出了实施例方法的流程图。

除非另有说明，不同附图中相同的数字和符号通常指代相同的部分。所绘附图是为了清楚说明优选实施例的相关方面而不需要按比例绘制。为了更清楚地说明某些实施例，指代相同结构、材料或过程步骤的变形的字母后带有数字。

具体实施方式

下面具体描述了当前的优选实施例的制造和使用。然而，应当理解的是本发明提供了许多可应用的发明构思，其可以广泛体现在各种具体语境中。所述的具体实施例仅仅是制造和使用本发明的具体方式的说明，而不限制本发明的范围。

将针对特定背景下的优选实施例描述本发明，一种用于测量开关功率因数校正器功率的系统和方法。本发明的实施例还可以适用于使用功率测量值的各种系统，诸如功率传输系统和其它类型的开关模式电源。

在本发明的实施例中，通过监测功率因数校正器的整流输入电压以及与在功率因数校正器中的电流有关的其它变量测量电源消耗的有效功率。电流相关的变量可以是流过电感器的平均电流或者可以是与功率因数校正器中的脉冲宽度调制器的计时有关的。在一些实施例中，采用相对便宜的模拟-数字转换器使用较低的采样率对整流输入电压和电流相关的变量采样。