PFC控制系统以及PFC控制方法转让专利
申请号 : CN202110537098.4
文献号 : CN112968598B
文献日 : 2021-08-03
发明人 : 陈铭钦
申请人 : 佛山市新辰电子有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.PFC控制方法,其特征在于,适用于PFC控制系统,所述PFC控制系统包括电流采样电路(1)、PFC控制电路(2)和工作电路(3),所述工作电路(3)的输入端与市电VIN电性连接,所述工作电路(3)的输出端用于与负载LOAD电性连接,所述电流采样电路(1)的输入端与工作电路(3)电性连接,所述电流采样电路(1)的输出端接地,所述电流采样电路(1)与PFC控制电路(2)电性连接,用于将采集到的电流信息传输至PFC控制电路(2);所述PFC控制电路(2)与工作电路(3)耦接,用于驱使市电输入电压全范围满足标准的THDI;
所述PFC控制电路(2)包括UC3843芯片(21)、UC3843外围电路(22)、电阻R2、软件补偿信号端子(23)和Vbus控制端子(24),所述UC3843芯片(21)与UC3843外围电路(22)耦接,所述软件补偿信号端子(23)与UC3843外围电路(22)电性连接,用于输入与功率因数校正适配的补偿信号,所述电阻R2电性连接于软件补偿信号端子(23)和UC3843外围电路(22)之间,所述Vbus控制端子(24)与UC3843外围电路(22)电性连接,用于输入调控Vbus的控制信号,所述UC3843外围电路(22)与电流采样电路(1)电性连接,用于接收由电流采样电路(1)采集到的电流信息,所述UC3843外围电路(22)与工作电路(3)电性连接;
所述工作电路(3)包括电感L1、二极管D1、电容Cbus和开关管T1,所述电感L1的输入端与市电VIN的正极电性连接,所述电流采样电路(1)耦接于市电VIN的正极和电感L1的输入端之间,所述电感L1的输出端与二极管D1的输入端、开关管T1的漏极电性连接,所述二极管D1的输出端与电容Cbus的输入端电性连接,所述开关管T1的栅极与UC3843外围电路(22)电性连接,所述开关管T1的源极与市电VIN的负极电性连接,所述电容Cbus的输出端与开关管T1的源极、市电VIN的负极电性连接,所述电容Cbus的输入端用于与负载LOAD的输入端电性连接,所述电容Cbus的输出端用于与负载LOAD的输出端电性连接;
所述电流采样电路(1)包括电流互感器CT1和电阻RS,所述电流互感器CT1一次侧的输入端与市电VIN的正极电性连接,所述电流互感器CT1一次侧的输出端与电感L1的输入端电性连接,所述电流互感器CT1二次侧的输入端与电阻RS的其中一端电性连接,所述电流互感器CT1二次侧的输出端与UC3843外围电路(22)电性连接;
所述UC3843外围电路(22)包括斜率补偿电路(221)、滤波电路(222)、稳定电路(223)、震荡电路(224)和反馈电路(225),所述斜率补偿电路(221)、滤波电路(222)、稳定电路(223)、震荡电路(224)和反馈电路(225)分别与UC3843芯片(21)电性连接,所述电阻R2的输出端与斜率补偿电路(221)电性连接,所述Vbus控制端子(24)与反馈电路(225)电性连接;
所述斜率补偿电路(221)包括NPN三极管Q1、电阻R3和电阻R5,所述NPN三极管Q1的基极与UC3843芯片(21)的第4引脚电性连接,所述NPN三极管Q1的集电极与UC3843芯片(21)的第
8引脚电性连接,所述NPN三极管Q1的发射极与电阻R3的输入端电性连接,所述电阻R3的输出端与电阻R5的输入端电性连接,所述电阻R5的输出端与滤波电路(222)电性连接,所述电阻R2的输出端与电阻R3的输出端、电阻R5的输入端电性连接;
所述反馈电路(225)包括电阻R4、电阻R7和电容C5,所述Vbus控制端子(24)与电阻R4的输入端电性连接,所述电阻R4的输出端与电容C5的输入端电性连接,所述电容C5的输出端接地,所述电阻R7的输入端与电容C5的输入端、稳定电路(223)电性连接,所述电阻R7的输出端接地;
所述PFC控制方法包括:
获取PFC控制系统的电路信息;
根据电路信息,得到关于市电电压与可调参数的等式;所述可调参数的等式为: ;
其中 、 ;Vbus、Vc为可调参数,a7,a8、a9为常数,6
为市电电压;所述Is为输入电流,所述Rs为电阻RS的阻值,所述Kd为1.0*10 ,所述Fz为UC3843芯片的震荡频率; 、 、 ;
Vbus的大小通过Vbus控制端子进行调节,Vc的大小通过软件补偿信号端子进行调节;
基于等式,根据市电电压的大小,对可调参数进行调节,用于驱使市电输入电压全范围满足标准的THDI;
所述基于等式,根据市电电压的大小,对可调参数进行调节,用于驱使市电输入电压全范围满足标准的THDI,包括:
A1,当市电电压的电压值为220V时,将满足等式的母线电压Vbus和补偿点Vc电压作为基准;此时,母线电压Vbus的大小记录为A,补偿点Vc电压的大小记录为B;
A2,判断市电电压的电压值是否小于或大于220V,若市电电压的电压值小于220V,则进入A3;若市电电压的电压值大于220V,则进入A4;
A3,通过Vbus控制端子和软件补偿信号端子减小A和B,且使得等式成立;
A4,通过Vbus控制端子和软件补偿信号端子增大A和B,且使得等式成立。
说明书 :
PFC控制系统以及PFC控制方法
技术领域
背景技术
力被有效利用的程度,当功率因数值越大,代表其电力利用率越高。功率因数是用来衡量用
电设备用电效率的参数,低功率因数代表低电力效能。为了提高用电设备功率因数的技术
就称为功率因数校正。
THDI,即THDI<5%。
发明内容
电路;
围,使得市电输入电压全范围满足THDI,从而便于进行PFC。
PFC。
输入端之间,所述电感L1的输出端与二极管D1的输入端、开关管T1的漏极电性连接,所述二
极管D1的输出端与电容Cbus的输入端电性连接,所述开关管T1的栅极与UC3843芯片的第6
引脚电性连接,所述开关管T1的源极与市电VIN的负极电性连接,所述电容Cbus的输出端与
开关管T1的源极、市电VIN的负极电性连接,所述电容Cbus的输入端用于与负载LOAD的输入
端电性连接,所述电容Cbus的输出端用于与负载LOAD的输出端电性连接。
UC3843的第6脚输出低电平时,开关管T1关断,利用电感的特性,释放能量与市电经过二极
管D1提供负载LOAD和对电容Cbus充电。
输入端电性连接,所述电流互感器CT1二次侧的输入端与电阻RS的其中一端电性连接,所述
电流互感器CT1二次侧的输出端与UC3843外围电路电性连接。
芯片电性连接,所述电阻R2的输出端与斜率补偿电路电性连接,所述Vbus控制端子与反馈
电路电性连接。
引脚电性连接,所述NPN三极管Q1的发射极与电阻R3的输入端电性连接,所述电阻R3的输出
端与电阻R5的输入端电性连接,所述电阻R5的输出端与滤波电路电性连接;
端接地,所述电阻R7的输入端与电容C5的输入端、稳定电路电性连接,所述电阻R7的输出端
接地。
6
电压;所述Is为输入电流,所述Rs为电阻RS的阻值,所述Kd为1.0*10 ,所述Fz为UC3843芯片
的震荡频率,所述a5和a6均为常数;
THDI,从而便于进行PFC。
调节,以便于进行PFC。
压全范围满足THDI,从而便于进行PFC。
平时,开关管T1关断,利用电感的特性,释放能量与市电经过二极管D1提供负载LOAD和对电
容Cbus充电。
附图说明
软件补偿信号端子;24、Vbus控制端子;3、工作电路。
具体实施方式
请,并不用于限定本申请。
总畸变率)的范围较小,基本要在8V至12V之间,才能实现PFC。要实现正常的PFC,市电输入
需要满足标准的THDI,即THDI小于5%。但是市电输入的满足标准THDI范围太小,导致不便于
进行PFC。
用于与负载LOAD电性连接。电流采样电路1的输入端与工作电路3电性连接,电流采样电路1
的输出端接地,电流采样电路1与PFC控制电路2电性连接,用于将采集到的电流信息传输至
PFC控制电路2。PFC控制电路2与工作电路3耦接,用于驱使市电输入电压全范围满足标准的
THDI。
关系如图2所示。UC3843外围电路22与电流采样电路1电性连接,用于接收由电流采样电路1
采集到的电流信息;UC3843外围电路22与工作电路3电性连接。软件补偿信号端子23与
UC3843外围电路22电性连接,用于输入与功率因数校正适配的补偿信号;电阻R2电性连接
于软件补偿信号端子23和UC3843外围电路22之间。Vbus控制端子24与UC3843外围电路22电
性连接,用于输入调控Vbus的控制信号。
VIN的正极和电感L1的输入端之间,电感L1的输出端与二极管D1的输入端、开关管T1的漏极
电性连接,二极管D1的输出端与电容Cbus的输入端电性连接,开关管T1的栅极与UC3843芯
片21的第6引脚电性连接,开关管T1的源极与市电VIN的负极电性连接,电容Cbus的输出端
与开关管T1的源极、市电VIN的负极电性连接,电容Cbus的输入端用于与负载LOAD的输入端
电性连接,电容Cbus的输出端用于与负载LOAD的输出端电性连接。
管T1关断,利用电感的特性,释放能量与市电经过二极管D1提供负载LOAD和对电容Cbus充
电。
电性连接,电流互感器CT1二次侧的输入端与电阻RS的其中一端电性连接,电流互感器CT1
二次侧的输出端与UC3843外围电路22电性连接。
和反馈电路225分别与UC3843芯片21电性连接,电阻R2的输出端与斜率补偿电路221电性连
接,Vbus控制端子24与反馈电路225电性连接。滤波电路222与电流互感器CT1二次侧的输出
端电性连接。
电性连接,NPN三极管Q1的发射极与电阻R3的输入端电性连接,电阻R3的输出端与电阻R5的
输入端电性连接,电阻R5的输出端与滤波电路222电性连接。电阻R2的输出端与电阻R3的输
出端、电阻R5的输入端电性连接。
连接,电容C6的输出端接地。
接。电阻R6的输入端与反馈电路225、电容C4的输入端电性连接,电阻R6的输出端与电容C2
的输入端电性连接,电容C2的输出端与电容C4的输出端电性连接。
R7的输入端与电容C5的输入端、电阻R6的输入端电性连接,电阻R7的输出端接地。
Q1、电阻R3和电阻R5组成UC3843芯片21对第3引脚的斜率补偿。电阻R9和电容C6组成对采样
电流Icurrent滤波电路222。经过电阻R4和电阻R7分压,电容C5滤波后给UC3843芯片21反馈
至第1引脚。
脚输出低电平时,开关管T1关断,利用电感的特性,释放能量与市电经过二极管D1提供负载
LOAD和对电容Cbus充电。
分压,变为三分之一,又由于存在有一个1V的稳压管,所以UC3843芯片21内部结构使得该电
压钳位到1V,所以 时,b=1;
电阻分压,变为三分之一,又由于存在有一个1V的稳压管,所以UC3843芯片21内部结构使得
该电压钳位到1V,所以 时,b=1。又由于a5、a6、a7为常数,继续简化
得到:
后通过网络得到PFC控制系统中各个电子元件的参数信息,参数信息也可以由用户直接输
入获得。
的等式。
6
电压;所述Is为输入电流,所述Rs为电阻RS的阻值,所述Kd为1.0*10 ,所述Fz为UC3843芯片
的震荡频率,所述a5和a6均为常数;
特征加以替换。即,除非特别叙述,每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而
已。