[发明专利]一种延长大功率PFC电路中电解电容寿命的电路及方法

说明书

本发明公开了一种延长大功率PFC电路中电解电容寿命的电路及方法，包括负载电流采样电路、DSP控制器和PFC驱动电路，所述负载电流采样电路，将输出电流的转变为0‑2.5V电压信号，送入DSP控制器的ADC引脚；DSP控制器输出PWM信号到PFC驱动电路，本发明在无需额外增加硬件电路成本的情况下，利用DSP优异的采样和计算性能，结合先进的智能算法，准确判断负载变化情况，提前控制PFC输入侧的能量输入，做到突卸载时大大减小PFC母线的过冲电压，甚至无过冲现象。大大改善电解电容应用环境，延长电解电容的使用寿命，从而间接延长开关电源的MTBF。

技术领域

本发明涉及电力电子的开关电源领域，具体是一种延长大功率PFC电路中电解电容寿命的电路及方法。

背景技术

电解电容广泛应用在电力电子的各个领域，主要是用于滤波、储存能量。在开关电源中MTBF预计时，模型结果分析表明电解电容是影响开关电源寿命的主要因素。而对应用者来讲，使用电压、纹波电流、开关频率、安装形式都将影响电解电容的寿命。

一次电源的产品中，在PFC的母线端有若干450V的电解电容。又由于PFC功能的特殊控制需求，PFC的电压环路带宽通常为10-20HZ，环路响应很慢，所以当后级输出突卸负载时，常常会引起PFC母线电压的瞬时过冲，严苛的情况下过冲电压能接近甚至超过电解电容的额定电压，从而严重影响电解电容的使用寿命。

本发明在无需额外增加硬件电路成本的情况下，利用DSP优异的采样和计算性能，结合先进的智能算法，准确判断负载变化情况，提前控制PFC输入侧的能量输入，做到突卸载时大大减小PFC母线的过冲电压，甚至无过冲现象。大大改善电解电容应用环境，延长电解电容的使用寿命，从而间接延长开关电源的MTBF。

发明内容

本发明的目的在于提供一种延长大功率PFC电路中电解电容寿命的电路及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种延长大功率PFC电路中电解电容寿命的电路，包括负载电流采样电路、DSP控制器和PFC驱动电路，所述负载电流采样电路，将输出电流的转变为0-2.5V电压信号，送入DSP控制器的ADC引脚；DSP控制器输出PWM信号到PFC驱动电路。

作为本发明的进一步技术方案：所述DSP控制器硬件电路为外围最小系统电路。

作为本发明的进一步技术方案：所述PFC驱动电路为PFC功率级的驱动电路。

作为本发明的进一步技术方案：所述DSP控制器通过ADC通道，实时监测负载电流的变化，当出现负载电流连续减小时，判定突卸载情况发生，提前对PFC驱动电路封波，以减小PFC功率级能量的输入。

作为本发明的进一步技术方案：所述DSP控制器通过PWM端口连接PFC驱动电路。

一种延长大功率PFC电路中电解电容寿命的方法，采用上述电路，包含以下步骤：

A、DSP控制器通过ADC通道，每400uS读取一次负载电流的值；

B、当连续5次负载电流都在减小时，判定为卸载情况发生；

C、若判定卸载情况发生，封锁PFC驱动信号，同时将PFC的电压环的电压设定值Vref设定为Vset-10V；

D、DSP通过ADC通道读取PFC母线电压值Vbus，若Vbus小于等于Vset-10V，则解除PFC驱动信号的封锁，同时调节PFC电压环的电压设定值Vref由Vset-10V缓缓升至正常电压Vset，若Vbus大于Vset-10V，则继续等待状态。

作为本发明的进一步技术方案：所述Vset为正常工作时的PFC电压值。