專利名稱：一種功率因數(shù)校正器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電源校正器，特別是指一種功率因數(shù)校正器。
背景技術(shù)：
功率因數(shù)校正器分為有源和無源兩種，無源功率因數(shù)校正(PFC) 采用電感結(jié)合電容式的功率因素校正模式來被動(dòng)地吸收諧波電流，以 提高功率因數(shù)，技術(shù)成熟，價(jià)格低，安全可靠，電磁干擾強(qiáng)度低。但 此方案諧波抑制效果差，同時(shí)電抗器感抗較大而使直流電壓下降很大， 導(dǎo)致壓縮機(jī)無法以高的轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)。
有源PFC —般都通過輸入電壓和輸出電壓等采樣信號(hào)按比例相 乘后再與采樣電流信號(hào)進(jìn)行比較并控制功率器件的導(dǎo)通與截止，由于 乘法器等電路比較復(fù)雜，故此類專用控制集成電路價(jià)格比較昂貴，開 關(guān)損耗大，且電磁干擾(EMI)亦以較大的增加。

實(shí)用新型內(nèi)容
有鑒于此，本實(shí)用新型在于提供一種功率因數(shù)校正器，以解決上 述有源PFC控制集成復(fù)雜，電磁干擾較大的問題。
為解決上述問題，本實(shí)用新型提供一種功率因數(shù)校正器，包括 連接交流輸入的功率電路，對(duì)功率電路進(jìn)行控制的控制電路；
所述功率電路包括
對(duì)交流輸入進(jìn)行整流的整流橋連接充/放電的電抗器，電抗器由連 接的功率器件控制；
所述控制電路包括
連接交流輸入的電壓過零檢測(cè)電路和連4妻整流后的電流檢測(cè)電 路，微控制器MCU判別電壓過零才企測(cè)電路和電流;險(xiǎn)測(cè)電路的電壓信 號(hào)、電流信號(hào)，通過三極管Q2控制連接的光耦合器，使連接光耦合器的功率器件的導(dǎo)通或截至。
優(yōu)選的，所述電抗器還連接防止反向放電的快恢復(fù)二極管和濾波 電容。
優(yōu)選的，功率器件與所述控制電路的連接為 功率器件的集電極連接電抗器，基極連接光耦合器。 優(yōu)選的，Q2與光耦合器、MCU的連接為
Q2的基極通過限流電阻連接MCU,集電極連接光耦合器的輸入 端，發(fā)射極接地。
通過MCU對(duì)功率器件導(dǎo)通與截止的占空比控制，使高頻電抗器 能從輸入交流電源全周期內(nèi)吸取輸入電流，并^f吏輸入電流值跟蹤輸入 電壓的正弦規(guī)律變化而變化功率因素可高達(dá)0.95以上，實(shí)現(xiàn)較高的濾 波效果。


圖1是實(shí)施例中功率因數(shù)校正器的結(jié)構(gòu)圖2是實(shí)施例中校正器工作的電壓波形區(qū)間的示意圖。
具體實(shí)施方式
為清楚說明本實(shí)用新型中的技術(shù)方案，下面給出優(yōu)選的實(shí)施例并 結(jié)合附圖詳細(xì)說明。
參見圖1,圖l是電路的結(jié)構(gòu)圖，包括功率電路和控制電路， 功率電路包括用于整流的整流橋1連接電抗器2，電抗器2連接功 率器件3的集電極實(shí)現(xiàn)充電控制，電抗器2還連接快恢復(fù)二極管4和 濾波電容5。
控制電路包括連接電抗器2的電流;險(xiǎn)測(cè)電^各6、連接交流輸入 的電壓過零點(diǎn)檢測(cè)電路9;電流檢測(cè)電路6和電壓過零點(diǎn)4企測(cè)電路9 連接;微控制器MCU， MCU完成電壓、電流的4企測(cè)并通過三極管Q2 和光耦合器7控制功率器件3。功率器件3的集電極連接電抗器2，基 極連接光耦合器7。電流4金測(cè)電路6包括電阻R7、 R8、 R9、 R10,電容C5、 C6組 成電感電流4企測(cè)電路，電感電流流經(jīng)無感水泥電阻R7 4企測(cè)后，通過 兩級(jí)RC濾波器，得到電感電流的有效值后送入控制器電流檢測(cè)口 。
電壓過零4企測(cè)電路9包括電阻R1、 R2、 R3、 R4、 R5、 R6、 R15、 R16,穩(wěn)壓二才及管D2、 D3,電容C7、 C8與比4交器U2組成輸入交流 電壓過零檢測(cè)電路，比較器U2輸出脈沖信號(hào)，該信號(hào)輸入控制器外 部中斷口 ，脈沖的上升沿和下降沿均對(duì)應(yīng)輸入電壓過零點(diǎn)。
該校正器在工作過程中，從外部電網(wǎng)輸入的交流電壓經(jīng)濾波緩沖 電^各至整流橋1 ，整流橋1將交流電整流成S永動(dòng)的直流電，該直流電 仍以正半周正弦規(guī)律脈動(dòng)變化。MCU通過交流電壓過零4企測(cè)電路9 采集的過零信號(hào)和電流檢測(cè)電路6采樣的電流有效值的大小控制電路 的工作模式及PWM脈沖規(guī)律，MCU通過控制連接的Q2和光耦7, 使功率器件3也以相對(duì)恒定的占空比導(dǎo)通或截止。
在功率器件3導(dǎo)通期間，脈動(dòng)直流電壓加在電抗器2的兩端，電 抗器2內(nèi)會(huì)產(chǎn)生電流，該電流方向是從整流橋1的正端流向功率器件 3的漏極，電流的大小只與輸入電壓的瞬時(shí)值和功率器件的導(dǎo)通時(shí)間 成正比，與電抗器的電感量成反比，在功率器件每一周內(nèi)導(dǎo)通時(shí)間相 對(duì)恒定和電抗器電感量不變時(shí)，若輸入電壓瞬時(shí)呈正弦規(guī)律變化，電 抗器內(nèi)流動(dòng)的電流大小就按正弦變化，即輸入電流能4艮好地跟蹤輸入 電壓達(dá)到功率因素校正的目的。
當(dāng)功率器件3截止時(shí)，由于電抗器2內(nèi)電流不能中斷，該后續(xù)電 流經(jīng)超快恢復(fù)二極管4流向輸出電容5,對(duì)輸出電容5進(jìn)行充電和負(fù) 載供電。輸出電容5的作用是在功率器件3導(dǎo)通期間能繼續(xù)給負(fù)載供 電，由于超快恢復(fù)二極管的反向阻隔作用，輸出電容上的電壓不會(huì)反 向加至功率器件的漏極上。
該P(yáng)FC電路具有兩種工作模式無源PFC工作模式(自然整流 狀態(tài))和有源PFC工作模式(強(qiáng)迫整流狀態(tài))。
當(dāng)電感電流由零增大至3A時(shí)，電路由無源PFC工作模式轉(zhuǎn)入部 分有源PFC工作模式；當(dāng)電感電流有效值下降至1.5A時(shí)，電路由部
5分有源PFC工作模式轉(zhuǎn)入無源工作模式。
因而在PFC工作模式中，每半個(gè)整電源周期內(nèi)具有5個(gè)工作區(qū)間 如圖2所示，其中T0-T1 、 T2-T3、 T4-T5為自然整流區(qū)間，Tl-T2、 T3-T4為強(qiáng)迫整流區(qū)間。T2 、 T3時(shí)刻固定，分別對(duì)應(yīng)輸入電流tt /3與 2Ti/3相位的時(shí)刻；Tl、 T4時(shí)刻隨著采樣輸入電流有效值的大小變化 有所變化，輸入電流有效值越大，Tl、 T4越接近輸入電壓過零點(diǎn)。
通過MCU對(duì)功率器件導(dǎo)通與截止的占空比控制，使高頻電抗器 能從輸入交流電源全周期內(nèi)吸取輸入電流，并使輸入電流值跟蹤輸入 電壓的正弦規(guī)律變化而變化功率因素可高達(dá)0.95以上，實(shí)現(xiàn)較高的濾 波效果，各次諧波電流均滿足3C及CE等國(guó)內(nèi)外認(rèn)證要求。
對(duì)于本實(shí)用新型各個(gè)實(shí)施例中所闡述的校正器，凡在本實(shí)用新型
的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含 在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種功率因數(shù)校正器，其特征在于，包括連接交流輸入的功率電路，對(duì)功率電路進(jìn)行控制的控制電路；所述功率電路包括對(duì)交流輸入進(jìn)行整流的整流橋(1)連接充/放電的電抗器(2)，電抗器(2)由連接的功率器件(3)控制；所述控制電路包括連接交流輸入的電壓過零檢測(cè)電路(9)和連接整流后的電流檢測(cè)電路(6)，微控制器MCU判別電壓過零檢測(cè)電路(9)和電流檢測(cè)電路(6)的電壓信號(hào)、電流信號(hào)，通過三極管Q2控制連接的光耦合器(7)，使連接光耦合器(7)的功率器件(3)的導(dǎo)通或截至。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率因數(shù)校正器，其特征在于，所述 電抗器(2 )還連接防止反向放電的快恢復(fù)二極管(4 )和濾波電容(5 )。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率因數(shù)校正器，其特征在于，功率 器件(3)與所述控制電路的連接為功率器件(3 )的集電極連接電抗器(2 )，基極連接光耦合器(7 )。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率因數(shù)校正器，其特征在于，Q2與 光耦合器(7)、 MCU的連接為Q2的基極連接MCU，集電極連接光耦合器(7)的輸入端，發(fā)射 極接地。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種功率因數(shù)校正器，包括連接交流輸入的功率電路，對(duì)功率電路進(jìn)行控制的控制電路；所述功率電路包括對(duì)交流輸入進(jìn)行整流的整流橋連接充/放電的電抗器，電抗器輸出端連接功率器件及快恢復(fù)二極管；所述控制電路包括連接交流輸入的電壓過零檢測(cè)電路和連接整流后的電流檢測(cè)電路，微控制器MCU判別電壓過零檢測(cè)電路和電流檢測(cè)電路的電壓信號(hào)、電流信號(hào)，通過光耦合器使與其連接的功率器件導(dǎo)通或截至。通過MCU對(duì)功率器件導(dǎo)通與截止的占空比控制，使高頻電抗器能從輸入交流電源全周期內(nèi)吸取輸入電流，并使輸入電流值跟蹤輸入電壓的正弦規(guī)律變化而變化功率因數(shù)可高達(dá)0.95以上，實(shí)現(xiàn)較高的諧波抑制效果。
文檔編號(hào)H02M1/42GK201260129SQ200820133528
公開日2009年6月17日 申請(qǐng)日期2008年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月29日
發(fā)明者向小軍, 方湘濤, 崐 林 申請(qǐng)人:廣東志高空調(diào)有限公司