[发明专利]一种高功率因数强带载能力协议转换器及其控制策略

说明书

技术领域

本发明涉及智能电网领域，具体是一种高功率因数强带载能力协议转换器及其控制策略。

背景技术

国家电网公司2015年6月提出了“积极推广电、水、气、热‘多表合一’采集”的要求，规划水、电、气“三表”一体化采集工作，创新抄收营业模式，实现水、电、气等公用事业收费方式的重大改革。实现台区电表数据采集的全覆盖和全采集基础上利用电表的无线采集网络实现对水表、气表的全覆盖和全采集。能够实现水表、气表数据的双向实时采集，为阶梯水气价格、预付费等奠定基础。因此，协议转换器的研发势在必行。建立水、电、气、热领域信息资源共享机制，对整合社会资源，推进智能小区建设，创建智慧城市都具有积极意义。目前，全球都处于能源紧缺的状态，节约能源对于中国的可持续发展具有非常重要的意义。传统的人工抄表(水、电、气、热)方式误差大、工作量大,既不方便又不安全。将计算机技术、网络技术和微电子技术的最新研究成果应用于抄表系统，不需要人员到达现场就能完成数据自动采集、定时发送和实时监控,节省了时间、人力、物力,提高了工作效率。且实时的用户使用数据,有利于管理部门实现能源的监控管理,提高使用效益,是将来实现能源配送自动化的基础。

协议转换器MBUS总线工作时，功率达到30瓦左右。功率因数低时，对电网造成谐波干扰。为了提高协议转换器的输入功率因数，现有协议转换器使用了无源的填谷电路功率因数校正技术。

发明内容

本发明提供一种高功率因数强带载能力协议转换器及其控制策略，目的在于使用有源的功率因数校正技术解决功率因数提高和降低对外干扰问题，降低输入谐波含量，减少对电网的污染。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种高功率因数强带载能力协议转换器，包括功率因数校正电路，交流市电输入经功率因数校正电路整流后输出给DCDC转换器，DCDC转换器输出一定规格的电源，供应给协议转换器MBUS的控制电路；功率因数校正电路具体结构：ACN、ACL为交流市电输入，二者连接至整流桥BD1交流输入端；整流桥BD1输出正极端连接至电容CX1、电感L1、采样电阻R1；采样电阻R1连接至分压电阻R2；R1与R2形成的采样电压连接至协议转换器控制芯片的采样电路；电感L1连接至MOS管Q1、二极管D1；MOS管Q1的源极连接至整流桥BD1负极；MOS管Q1的栅极连接至协议转换器控制电路输出的驱动信号；二极管D1连接至滤波电容EC1；滤波电容EC1负极连接至整流桥BD1负极。

优选的，所述功率因数校正电路采用单片机芯片控制制作。

优选的，高功率因数强带载能力协议转换器的控制策略，控制策略为：在协议转换器MBUS通讯电路不工作时，整机电源功率较低，不启动功率因数校正电路，即控制电路不输出Q1的栅极驱动信号；在协议转换器MBUS通讯电路工作时，整机电源功率较大，此时启动功率因数校正电路，即用脉冲宽度按正弦规律变化的脉宽波形控制输出Q1的栅极驱动信号。

本发明的有益效果是：

1.使用有源功率因数校正技术，使得功率因数达到95％以上，并且对外干扰少，避免了对通信的影响。

2.使用单片机驱动功率因数校正电路，减少了元件使用，减少了成本，提高了可靠性。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明一种高功率因数强带载能力协议转换器及其控制策略示意图的系统连接图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

如图1所示，本发明公开一种高功率因数强带载能力协议转换器，包括功率因数校正电路，交流市电输入经功率因数校正电路整流后输出给DCDC转换器，DCDC转换器输出一定规格的电源，供应给协议转换器MBUS的控制电路；功率因数校正电路具体结构：ACN、ACL为交流市电输入，二者连接至整流桥BD1交流输入端；整流桥BD1输出正极端连接至电容CX1、电感L1、采样电阻R1；采样电阻R1连接至分压电阻R2；R1与R2形成的采样电压连接至协议转换器控制芯片的采样电路；电感L1连接至MOS管Q1、二极管D1；MOS管Q1的源极连接至整流桥BD1负极；MOS管Q1的栅极连接至协议转换器控制电路输出的驱动信号；二极管D1连接至滤波电容EC1；滤波电容EC1负极连接至整流桥BD1负极。

所述功率因数校正电路采用单片机芯片控制制作，少了元件使用，减少了成本，提高了可靠性。