專(zhuān)利名稱(chēng)：功率因數(shù)矯正裝置、ac/dc變換器及功率因數(shù)矯正方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子電路技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種功率因數(shù)矯正裝置、交流直流變換器及功率因數(shù)矯正方法。
背景技術(shù)：
集成電路的高速發(fā)展，使得芯片集成度越來(lái)越高，面積越來(lái)越小。集成電路常用電源為交流直流(AC/DC)變換器。集成電路的發(fā)展也促進(jìn)了電源技術(shù)的發(fā)展，電源技術(shù)對(duì)整個(gè)芯片性能的影響也顯得越來(lái)越重要。通常，AC/DC變換器會(huì)降低功率因數(shù)而產(chǎn)生功率損耗，其中，功率損耗主要表現(xiàn)在AC/DC變換器的輸入電壓/電流為正弦波，經(jīng)AC/DC變換器整流后，導(dǎo)致AC/DC變換器內(nèi)，初級(jí)繞組上產(chǎn)生的電壓/電流為非正弦波；或者，雖然初級(jí)繞組上產(chǎn)生的電壓/電流為正弦 波，但相位與輸入電壓/電流不同；或者初級(jí)繞組上產(chǎn)生的電流具有諧波。為提高電源效率，減少電網(wǎng)污染，通常采用功率因數(shù)校正(PFC)技術(shù)，降低AC/DC變換器的功率損耗?，F(xiàn)有PFC技術(shù)通常采用橋式整流器后加電容濾波的手段，來(lái)降低電源功率損耗。發(fā)明人經(jīng)實(shí)踐與研究發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)在負(fù)載發(fā)生變化的情況下，難以獲得與輸入電能同相位的功率因數(shù)矯正效果。并且，現(xiàn)有技術(shù)中，由于采用整流器后接大濾波電容的做法來(lái)降低AC/DC變換器的功率損耗，導(dǎo)致AC/DC變換器占用相對(duì)較大的芯片面積，且自身功耗大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種功率因數(shù)矯正裝置、交流直流變換器及功率因數(shù)矯正方法，解決現(xiàn)有技術(shù)存在的在負(fù)載發(fā)生變化的情況下，初級(jí)繞組上產(chǎn)生的電能與輸入電能同相位不同，導(dǎo)致AC/DC變換器的功率損耗較大的技術(shù)問(wèn)題。本發(fā)明中，一種功率因數(shù)矯正裝置，設(shè)置于交流直流AC/DC變換器上，包括第一獲取模塊、第二獲取模塊、計(jì)算模塊、啟動(dòng)控制模塊、采樣模塊和第一比較器；所述第一獲取模塊，用于獲取輸入電能的描述值，輸出所述輸入電能的描述值；所述第二獲取模塊，用于獲取反映所述AC/DC變換器上負(fù)載狀況的負(fù)載反饋電能描述值，輸出所述負(fù)載反饋電能描述值；所述計(jì)算模塊，接入所述第一獲取模塊和所述第二獲取模塊，用于利用接收到的所述輸入電能的描述值和所述負(fù)載反饋電能描述值，計(jì)算與所述輸入電能同相位的參考電能描述值，輸出所述參考電能描述值給所述第一比較器；所述啟動(dòng)控制模塊，連接所述采樣模塊的輸入端，用于輸出開(kāi)啟控制指示，所述開(kāi)啟控制指示用于控制所述采樣模塊開(kāi)始工作；所述采樣模塊，輸入端連接所述AC/DC變換器的變壓器上的初級(jí)繞組、所述啟動(dòng)控制模塊的輸出端，輸出端連接所述第一比較器的輸入端，用于采樣體現(xiàn)所述初級(jí)繞組上電能狀況的實(shí)際電能描述值；
所述第一比較器，輸入端接入所述計(jì)算模塊和所述采樣模塊的輸出端，輸出端連接所述采樣模塊的輸入端，用于比較所述實(shí)際電能描述值與所述參考電能描述值，在得到所述實(shí)際電能描述值與所述最大電能的描述值相等的比較結(jié)果時(shí)，輸出停止控制指示；所述停止控制指示用于指示所述采樣模塊停止工作，由所述初級(jí)繞組獲得與所述輸入電能同相位的輸出電能描述值；之后，所述啟動(dòng)控制模塊輸出所述開(kāi)啟控制指示，再次啟動(dòng)所述采樣模塊。優(yōu)選地，所述計(jì)算模塊包括描述值處理模塊和計(jì)算器；所述描述值處理模塊，接入所述第二獲取模塊，用于根據(jù)負(fù)載反饋電能描述值，產(chǎn)生輸出值，在所述負(fù)載恒定時(shí)，所述輸出值為恒定電能描述值；在所述負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，所述輸出值為體現(xiàn)所述變化的誤差電能描述值；所述計(jì)算器，接入所述描述值處理模塊和所述第一獲取模塊，用于利用所述描述值處理模塊輸出的所述輸出值，以及所述輸入電能的描述值，計(jì)算所述參考電能描述值，輸出所述參考電能描述值給所述第一比較器。優(yōu)選地，所述描述值處理模塊包括第二比較器和減法器； 所述計(jì)算器為模擬乘法器；所述第二比較器，接入所述第二獲取模塊，用于將所述負(fù)載反饋電能描述值與預(yù)設(shè)的第一基準(zhǔn)值作比較，根據(jù)比較結(jié)果產(chǎn)生所述輸出值；若所述負(fù)載反饋電能描述值與所述第一參考值相等，輸出所述恒定電能描述值給所述減法器；否則，根據(jù)所述負(fù)載反饋電能描述值變化對(duì)所述負(fù)載變化的體現(xiàn)，輸出所述誤差電能描述值給所述減法器；所述減法器，接入所述第二比較器，用于將接收到的所述輸出值減去預(yù)設(shè)第二基準(zhǔn)值，得到減數(shù)，輸出所述減數(shù)給所述模擬乘法器；所述模擬乘法器，接入所述減法器與所述第一獲取模塊，用于根據(jù)預(yù)設(shè)計(jì)算式，算出所述參考電能描述值，輸出所述參考電能描述值給所述第一比較器；記所述輸出值為Vcomp ;記所述第二基準(zhǔn)值為Vref2 ;記所述參考電能描述值為vthl，記所述輸入電能的描述值為Vmult，所述計(jì)算式為Vthl = K* (Vcomp-Vref2) *Vmult+B其中，K為乘法器系數(shù)，B為總諧波失真THD補(bǔ)償值。優(yōu)選地，所述裝置還包括保護(hù)選擇器，用于保護(hù)所述裝置，將所述計(jì)算模塊的輸出通過(guò)該保護(hù)選擇器連接所述第一比較器的輸入端；包括將所述參考電能描述值與預(yù)設(shè)第三基準(zhǔn)值做比較，若所述參考電能描述值大于所述第三基準(zhǔn)值，輸出所述第三基準(zhǔn)值給所述第一比較器；否則，輸出所述參考電能描述值給所述第一比較器。優(yōu)選地，所述啟動(dòng)控制模塊為零電流檢測(cè)電路，輸入端連接所述變壓器上的輔助繞組，輸出端連接所述采樣模塊的輸入端，用于通過(guò)檢測(cè)所述輔助繞組上的電能存儲(chǔ)狀況，檢測(cè)所述初級(jí)繞組的電能釋放情況，包括上電初始，檢測(cè)到所述輔助繞組上的檢測(cè)電能描述值低于預(yù)設(shè)第四基準(zhǔn)值，則產(chǎn)生所述開(kāi)啟控制指示，觸發(fā)所述采樣模塊開(kāi)始工作；或，所述采樣模塊停止工作后，所述初級(jí)繞組獲得所述輸出電能描述值且釋放存儲(chǔ)的電能，檢測(cè)到所述輔助繞組上的檢測(cè)電能描述值低于所述第四基準(zhǔn)值，則產(chǎn)生所述開(kāi)啟控制指示，觸發(fā)所述采樣模塊開(kāi)始工作。
優(yōu)選地，所述采樣模塊外接采樣電路和受控開(kāi)關(guān)；所述采樣電路，通過(guò)所述受控開(kāi)關(guān)連接所述初級(jí)繞組，用于采樣所述實(shí)際電能描述值；所述受控開(kāi)關(guān)，一端連接所述初級(jí)繞組，另一端連接所述采樣電路，受控鍵連接所述啟動(dòng)控制模塊的輸出端和所述第一比較器的輸出端，用于接收所述開(kāi)啟控制指示，控制所述采樣電路開(kāi)始工作；或，接收所述關(guān)閉控制指示，控制所述采用電路停止工作。優(yōu)選地，所述裝置還包括前沿消隱電路、與非門(mén)電路、觸發(fā)器和驅(qū)動(dòng)電路；所述第一比較器，通過(guò)所述與非門(mén)電路、所述觸發(fā)器和所述驅(qū)動(dòng)電路連接所述采樣模塊，將所述關(guān)閉控制指示傳輸給所述采樣模塊；所述零電流檢測(cè)電路，通過(guò)所述觸發(fā)器和所述驅(qū)動(dòng)電路連接所述采樣模塊，將所述開(kāi)啟控制指示傳輸給所述采樣模塊；包括所述與非門(mén)電路的一個(gè)輸入端連接所述第一比較器的輸出端，所述與非門(mén)電路的輸出端連接所述觸發(fā)器的一個(gè)輸入端；

所述觸發(fā)器的另一輸入端連接所述零電流檢測(cè)電路的輸出端，所述觸發(fā)器的輸出端連接所述驅(qū)動(dòng)電路的輸入端，所述驅(qū)動(dòng)電路的輸出端連接所述采樣模塊的輸入端；所述前沿消隱電路，輸入端連接所述觸發(fā)器的輸出端，輸出端連接所述與非門(mén)電路的另一輸入端；所述驅(qū)動(dòng)電路，用于保護(hù)所述受控開(kāi)關(guān)，并傳遞開(kāi)啟或關(guān)閉控制指示；所述觸發(fā)器，用于在收到所述開(kāi)啟控制指示后，觸發(fā)所述前沿消隱電路工作；在收到所述關(guān)閉控制指示后，傳遞所述關(guān)閉控制指示；所述前沿消隱電路，用于在受所述觸發(fā)器觸發(fā)后，通過(guò)所述與非門(mén)電路，在預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)內(nèi)屏蔽所述第一比較器的輸出。本發(fā)明中，一種AC/DC變換器，包括功率因數(shù)矯正裝置，所述裝置包括第一獲取模塊、第二獲取模塊、計(jì)算模塊、啟動(dòng)控制模塊、采樣模塊和第一比較器；所述第一獲取模塊，用于獲取輸入電能的描述值，輸出所述輸入電能的描述值；所述第二獲取模塊，用于獲取反映所述AC/DC變換器上負(fù)載狀況的負(fù)載反饋電能描述值，輸出所述負(fù)載反饋電能描述值；所述計(jì)算模塊，接入所述第一獲取模塊和所述第二獲取模塊，用于利用接收到的所述輸入電能的描述值和所述負(fù)載反饋電能描述值，計(jì)算與所述輸入電能同相位的參考電能描述值，輸出所述參考電能描述值給所述第一比較器；所述啟動(dòng)控制模塊，連接所述采樣模塊的輸入端，用于輸出開(kāi)啟控制指示，所述開(kāi)啟控制指示用于控制所述采樣模塊開(kāi)始工作；所述采樣模塊，輸入端連接所述AC/DC變換器的變壓器上的初級(jí)繞組、所述啟動(dòng)控制模塊的輸出端，輸出端連接所述第一比較器的輸入端，用于采樣體現(xiàn)所述初級(jí)繞組上電能狀況的實(shí)際電能描述值；所述第一比較器，輸入端接入所述計(jì)算模塊和所述采樣模塊的輸出端，輸出端連接所述采樣模塊的輸入端，用于比較所述實(shí)際電能描述值與所述參考電能描述值，在得到所述實(shí)際電能描述值與所述最大電能的描述值相等的比較結(jié)果時(shí)，輸出關(guān)閉控制指示；所述關(guān)閉控制指示用于指示所述采樣模塊停止工作，由所述初級(jí)繞組獲得與所述輸入電能同相位的輸出電能描述值；之后，所述啟動(dòng)控制模塊輸出所述開(kāi)啟控制指示，再次啟動(dòng)所述采樣模塊。本發(fā)明中，一種功率因數(shù)矯正方法，應(yīng)用于AC/DC變換器上，包括步驟a、所述AC/DC變換器獲取輸入電能的描述值，獲取反映所述AC/DC變換器上負(fù)載狀況的負(fù)載反饋電能描述值；步驟b、利用所述輸入電能的描述值和所述負(fù)載反饋電能描述值，計(jì)算與所述輸入電能同相位的參考電能描述值；步驟C、啟動(dòng)采樣操作，所述采樣操作包括采樣體現(xiàn)所述AC/DC變換器的變壓器上的初級(jí)繞組電能狀況的實(shí)際電能描述值；步驟d、比較所述實(shí)際電能描述值與所述參考電能描述值，在得到比較結(jié)果為所述實(shí)際電能描述值與所述最大電能的描述值相等時(shí)，執(zhí)行步驟e ；步驟e、停止所述采樣操作，由所述初級(jí)繞組獲得與所述輸入電能同相位的輸出電能描述值；返回執(zhí)行步驟C。 優(yōu)選地,所述步驟b包括步驟bl、處理所述負(fù)載反饋電能描述值，生成輸出值，包括在所述負(fù)載恒定時(shí)，生成所述輸出值為預(yù)設(shè)的恒定電能描述值；在所述負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，生成所述輸出值為體現(xiàn)所述變化的誤差電能描述值；步驟b2、利用所述輸出值，以及所述輸入電能的描述值，計(jì)算所述參考電能描述值。優(yōu)選地,所述步驟bl包括將所述負(fù)載反饋電能描述值與預(yù)設(shè)的第一基準(zhǔn)值作比較，根據(jù)比較結(jié)果生成所述輸出值，包括若所述負(fù)載反饋電能描述值與所述第一參考值相等，生成所述恒定電能描述值；否則，根據(jù)所述負(fù)載反饋電能描述值變化對(duì)所述負(fù)載變化的體現(xiàn)，生成所述誤差電能描述值。優(yōu)選地,所述步驟b2包括將所述輸出值減去預(yù)設(shè)第二基準(zhǔn)值，得到減數(shù)；根據(jù)預(yù)設(shè)計(jì)算式，算出所述參考電能描述值；記所述輸出值為Vcomp ;記所述第二基準(zhǔn)值為Vref2 ;記所述參考電能描述值為Vthl，記所述輸入電能的描述值為Vmult，所述計(jì)算式為Vthl = K* (Vcomp-Vref2) *Vmult+B其中，K為乘法器系數(shù)，B為T(mén)HD補(bǔ)償值。優(yōu)選地,所述步驟d之前,還包括保護(hù)所述AC/DC變換器，包括將所述參考電能描述值與預(yù)設(shè)第三基準(zhǔn)值做比較，若所述參考電能描述值大于所述第三基準(zhǔn)值，則所述步驟d利用所述第三基準(zhǔn)值與所述實(shí)際電能描述值作比較；否則，利用所述參考電能描述值與所述實(shí)際電能描述值作比較。優(yōu)選地,所述步驟c的啟動(dòng)采樣操作包括通過(guò)檢測(cè)所述變壓器的輔助繞組上的能量存儲(chǔ)狀況，檢測(cè)所述初級(jí)繞組的能量釋放情況，包括上電初始，檢測(cè)到所述輔助繞組上的檢測(cè)能量描述值低于預(yù)設(shè)第四基準(zhǔn)值，則啟動(dòng)所述采樣操作；或，所述采樣操作停止后，所述初級(jí)繞組獲得所述輸出電能描述值且釋放存儲(chǔ)的能量，檢測(cè)到所述輔助繞組上的檢測(cè)電能描述值低于所述第四基準(zhǔn)值，則啟動(dòng)所述采樣操作。本發(fā)明提供的功率因數(shù)矯正裝置、交流直流變換器及功率因數(shù)矯正方法，為適應(yīng)不同負(fù)載的運(yùn)行環(huán)境，由輸入電能與負(fù)載反饋電能共同決定初級(jí)繞組上產(chǎn)生的電能。其中，利用基于輸入電能與負(fù)載反饋電能所產(chǎn)生的參考電能，來(lái)確定通過(guò)采樣獲得的初級(jí)繞組上的電能，適應(yīng)負(fù)載變化的應(yīng)用場(chǎng)景，可自適應(yīng)地調(diào)整初級(jí)繞組上的電能環(huán)境，確保初級(jí)繞組上所獲得的電能與輸入電能同相位，從而，有效減少AC/DC變換器的功耗，減少電網(wǎng)污染，提高電源效率。


圖I表示本發(fā)明中功率因數(shù)矯正裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2表示本發(fā)明中初級(jí)繞組獲得與輸入電能同相位的輸出電能的波形示意圖； 圖3表示本發(fā)明中計(jì)算模塊103的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4表示本發(fā)明中功率因數(shù)矯正方法流程圖；圖5表示本發(fā)明中功率因數(shù)矯正裝置的實(shí)例結(jié)構(gòu)示意圖；圖6表示本發(fā)明的實(shí)施例中AC/DC變換器的電路示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的具體實(shí)現(xiàn)。參見(jiàn)圖1，圖I是本發(fā)明中功率因數(shù)矯正裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，該裝置可設(shè)置于交流直流AC/DC變換器上。圖I中，功率因數(shù)矯正裝置可包括第一獲取模塊101、第二獲取模塊102、計(jì)算模塊103、啟動(dòng)控制模塊104、采樣模塊105和第一比較器106 ；第一獲取模塊101,用于獲取輸入電能的描述值,輸出輸入電能的描述值；第二獲取模塊102，用于獲取反映AC/DC變換器上負(fù)載狀況的負(fù)載反饋電能描述值，輸出負(fù)載反饋電能描述值；計(jì)算模塊103，接入第一獲取模塊101和第二獲取模塊102，用于利用接收到的輸入電能的描述值和負(fù)載反饋電能描述值，計(jì)算與輸入電能同相位的參考電能描述值，輸出參考電能描述值給第一比較器106 ；啟動(dòng)控制模塊104，連接采樣模塊105的輸入端，用于輸出開(kāi)啟控制指示，開(kāi)啟控制指示用于控制采樣模塊105開(kāi)始工作；采樣模塊105，輸入端連接AC/DC變換器的變壓器上的初級(jí)繞組、啟動(dòng)控制模塊104的輸出端，輸出端連接第一比較器106的輸入端，用于采樣體現(xiàn)初級(jí)繞組上電能狀況的實(shí)際電能描述值；第一比較器106,輸入端接入計(jì)算模塊103和米樣模塊105的輸出端,輸出端連接采樣模塊105的輸入端，用于比較實(shí)際電能描述值與參考電能描述值，在得到實(shí)際電能描述值與最大電能的描述值相等的比較結(jié)果時(shí)，輸出關(guān)閉控制指示；關(guān)閉控制指示用于指示采樣模塊105停止工作，由初級(jí)繞組獲得與輸入電能同相位的輸出電能描述值；之后，啟動(dòng)控制模塊104輸出開(kāi)啟控制指示，再次啟動(dòng)采樣模塊105。本發(fā)明中，由第一獲取模塊101、第二獲取模塊102和計(jì)算模塊103得到與輸入電能同相位的參考電能描述值；由采樣模塊105采樣初級(jí)繞組上的實(shí)際電能描述值；由啟動(dòng)控制模塊104和第一比較器106分別控制采樣模塊105的開(kāi)與關(guān)，并且由第一比較器106在得到實(shí)際電能描述值與參考電能描述值相等的情況下，控制采樣模塊105停止工作，在初級(jí)繞組獲得與輸入電能同相位的輸出電能后，一次采用結(jié)束，或者說(shuō)一個(gè)采用周期結(jié)束，啟動(dòng)控制模塊104重新啟動(dòng)采樣模塊105，下一個(gè)采樣周期開(kāi)始。本申請(qǐng)中，設(shè)電能描述值采用電壓來(lái)描述。參見(jiàn)圖2，圖2是本發(fā)明中初級(jí)繞組獲得與輸入電能同相位的輸出電能的波形示意圖。圖2波形圖為電壓V-時(shí)間t圖中，實(shí)線波形為參考電壓所對(duì)應(yīng)的波形；各采樣點(diǎn)，如點(diǎn)i、點(diǎn)j，等等，即為初級(jí)繞組所獲得的輸出電壓。在用作單獨(dú)PFC應(yīng)用中，采樣點(diǎn)將非常密集，采樣點(diǎn)的連線與輸入電壓同相位，并且相似度可達(dá)99. 99%。另需說(shuō)明的是，圖2中，參考電壓是經(jīng)過(guò)整流后的電壓，為半波圖形，僅為具體實(shí)現(xiàn)中的實(shí)施例，實(shí)際應(yīng)用中，參考電壓的波形也可是完整的正弦圖形。本申請(qǐng)中，還需要說(shuō)明的是，圖I所示連接均應(yīng)理解為功能連接，實(shí)際應(yīng)用中，存在功能連接的兩個(gè)模塊之間加入其他模塊的可能，該其他模塊能夠傳遞相應(yīng)功能，且為優(yōu)化方案而加入。

參見(jiàn)圖3，圖3是本發(fā)明中計(jì)算模塊103的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3中，計(jì)算模塊103可包括描述值處理模塊301和計(jì)算器302 ；描述值處理模塊301，接入第二獲取模塊102，用于根據(jù)負(fù)載反饋電能描述值，產(chǎn)生輸出值，在負(fù)載恒定時(shí)，輸出值為恒定電能描述值；在負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，輸出值為體現(xiàn)該變化的誤差電能描述值；計(jì)算器302，接入描述值處理模塊301和第一獲取模塊101，用于利用輸入電能的描述值和描述值處理模塊301輸出的輸出值，計(jì)算參考電能描述值，輸出參考電能描述值給第一比較器106。實(shí)際應(yīng)用中，描述值處理模塊301可包括第二比較器301a和減法器301b ;計(jì)算器302具體可以是模擬乘法器；第二比較器301a，接入第二獲取模塊102，用于將負(fù)載反饋電能描述值與預(yù)設(shè)的第一基準(zhǔn)值作比較，根據(jù)比較結(jié)果產(chǎn)生輸出值；若負(fù)載反饋電能描述值與第一參考值相等，輸出恒定電能描述值給減法器301b ;否則，根據(jù)負(fù)載反饋電能描述值變化對(duì)負(fù)載變化的體現(xiàn)，輸出誤差電能描述值給減法器301b ；減法器301b，接入第二比較器301a，用于將接收到的輸出值減去預(yù)設(shè)第二基準(zhǔn)值Vref2，得到減數(shù)，輸出減數(shù)給計(jì)算器302 ；計(jì)算器302，接入減法器301b與第一獲取模塊101，用于根據(jù)預(yù)設(shè)計(jì)算式，算出參考電能描述值，輸出參考電能描述值給第一比較器106 ；記輸出值為Vcomp ;記第二基準(zhǔn)值為Vref2 ;記參考電能描述值為Vthl，記輸入電能的描述值即輸入電壓為Vmult，計(jì)算式為Vthl = K* (Vcomp-Vref2) *Vmult+B(I)其中，K為乘法器系數(shù)，B為總諧波失真(THD)補(bǔ)償值。具體應(yīng)用中，上述功率因數(shù)矯正裝置還可包括保護(hù)選擇器，用于保護(hù)該裝置，將計(jì)算模塊103的輸出通過(guò)該保護(hù)選擇器連接第一比較器106的輸入端；包括將參考電能描述值與預(yù)設(shè)第三基準(zhǔn)值Vref3做比較，若參考電能描述值大于第三基準(zhǔn)值，輸出第三基準(zhǔn)值給第一比較器106 ;否則,輸出參考電能描述值給第一比較器106。具體應(yīng)用中，啟動(dòng)控制模塊104可以是零電流檢測(cè)電路，其輸入端連接輔助繞組，輸出端連接采樣模塊105的輸入端，用于通過(guò)檢測(cè)變壓器的輔助繞組上的電能存儲(chǔ)狀況，檢測(cè)次級(jí)繞組的電能釋放情況，從而獲知初級(jí)繞組上的電能存儲(chǔ)情況；包括上電初始，檢測(cè)到輔助繞組同名端上的檢測(cè)電能描述值低于預(yù)設(shè)第四基準(zhǔn)值，則產(chǎn)生開(kāi)啟控制指示，觸發(fā)采樣模塊105開(kāi)始工作；或，采樣模塊105停止工作后，初級(jí)繞組獲得輸出電能描述值且釋放存儲(chǔ)的能量，其中，輸出電能描述值也是初級(jí)繞組在采樣點(diǎn)上所能獲得的最大電能描述值，對(duì)應(yīng)電能的最大存儲(chǔ)量；當(dāng)檢測(cè)到輔組繞組上沒(méi)有電流流過(guò)，輔組繞組的同名端電壓 低于第四基準(zhǔn)值，則次級(jí)繞組上的能量全部傳輸給負(fù)載，于是，產(chǎn)生開(kāi)啟控制指示，觸發(fā)采樣模塊105開(kāi)始工作。其中，第四基準(zhǔn)值很小。采樣模塊105通過(guò)外接采樣電路和受控開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)采樣，其中，采樣電路，通過(guò)受控開(kāi)關(guān)連接初級(jí)繞組，用于采樣實(shí)際電能描述值；受控開(kāi)關(guān)，一端連接初級(jí)繞組，另一端連接采樣電路，受控鍵連接啟動(dòng)控制模塊104的輸出端和第一比較器106的輸出端，用于接收開(kāi)啟控制指示，控制采樣電路開(kāi)始工作；或，接收關(guān)閉控制指示，控制采用電路停止工作。參見(jiàn)圖4，圖4是本發(fā)明中功率因數(shù)矯正方法流程圖，該方法可應(yīng)用于AC/DC變換器上，包括以下步驟步驟401、AC/DC變換器獲取輸入電能的描述值，獲取反映AC/DC變換器上負(fù)載狀況的負(fù)載反饋電能描述值。步驟402、利用輸入電能的描述值和負(fù)載反饋電能描述值，計(jì)算與輸入電能同相位的參考電能描述值。該步驟402具體可包括步驟402a、處理負(fù)載反饋電能描述值，生成輸出值，包括在負(fù)載恒定時(shí)，生成輸出值為預(yù)設(shè)的恒定電能描述值；在負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，生成輸出值為體現(xiàn)負(fù)載變化的誤差電能描述值，具體為該將所述負(fù)載反饋電能描述值與預(yù)設(shè)的第一基準(zhǔn)值作比較，根據(jù)比較結(jié)果生成所述輸出值，包括若所述負(fù)載反饋電能描述值與所述第一參考值相等，生成所述恒定電能描述值；否則，根據(jù)所述負(fù)載反饋電能描述值變化對(duì)所述負(fù)載變化的體現(xiàn)，生成所述誤差電能描述值。步驟402b、利用輸出值，以及輸入電能的描述值，計(jì)算參考電能描述值。步驟403、啟動(dòng)采樣操作，該采樣操作包括采樣體現(xiàn)AC/DC變換器的變壓器上的初級(jí)繞組電能狀況的實(shí)際電能描述值。該步驟403的具體實(shí)現(xiàn)可包括通過(guò)檢測(cè)變壓器的輔助繞組上的電能存儲(chǔ)狀況，檢測(cè)初級(jí)繞組的電能釋放情況，包括上電初始，檢測(cè)到輔助繞組上的檢測(cè)電能描述值低于預(yù)設(shè)第四基準(zhǔn)值，則啟動(dòng)采樣操作；或，采樣操作停止后，初級(jí)繞組獲得輸出電能描述值且釋放存儲(chǔ)的電能，檢測(cè)到輔助繞組上的檢測(cè)電能描述值低于第四基準(zhǔn)值，則啟動(dòng)采樣操作。實(shí)際應(yīng)用中，可以采用其他做法如一些常規(guī)做法，來(lái)啟動(dòng)采樣操作。步驟404、比較實(shí)際電能描述值與參考電能描述值，在得到比較結(jié)果為實(shí)際電能描述值與最大電能的描述值相等時(shí)，執(zhí)行步驟405。步驟405、停止采樣操作，由初級(jí)繞組獲得與輸入電能同相位的輸出電能描述值；返回執(zhí)行步驟403。實(shí)際應(yīng)用中，為保護(hù)電路，還可在執(zhí)行上述步驟404之前執(zhí)行以下操作將參考電能描述值與預(yù)設(shè)第三基準(zhǔn)值做比較，若參考電能描述值大于第三基準(zhǔn)值，則步驟404利用第三基準(zhǔn)值與實(shí)際電能描述值作比較；否則，利用參考電能描述值與實(shí)際電能描述值作比較。下面以電能描述值為電壓值為例，說(shuō)明本發(fā)明的具體實(shí)現(xiàn)。參見(jiàn)圖5，圖5是本發(fā)明中功率因數(shù)矯正裝置的實(shí)例結(jié)構(gòu)示意圖。圖5中，采樣模塊105外接的采樣電路可包括一個(gè)電阻Rl，受控開(kāi)關(guān)可以是一個(gè)金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)(MOS)開(kāi)關(guān)管MO。電阻Rl上的壓降Vcs體現(xiàn)初級(jí)繞組上的實(shí)際電能狀況。其中開(kāi)關(guān)管MO 的一端連接電阻Rl，另一端連接AC/DC變換器上的初級(jí)繞組(圖5中未示出)，受控鍵連接驅(qū)動(dòng)電路。實(shí)際應(yīng)用中，采樣模塊105的具體形式可多樣，本申請(qǐng)不作一一列舉。圖5中，驅(qū)動(dòng)電路為輔助設(shè)置，主要用于保護(hù)開(kāi)關(guān)管MO，可傳遞啟動(dòng)控制模塊104或第一比較器106輸出的控制指示。圖5中，第一獲取模塊101具體包括兩個(gè)串聯(lián)電阻電阻R2和電阻R3，輸入電能描述值Vmult為
R 2Vmull = Vin χ--( 2 )
R\ + R2其中，Vin是AC/DC變換器對(duì)輸入其中的源電壓進(jìn)行整流后獲得的輸入電壓，與源電壓同相位。第二獲取模塊102獲得的負(fù)載反饋電能描述值具體為負(fù)載狀態(tài)反饋電壓，記為Vfb。第二比較器301a具體為誤差比較器C0MP21。負(fù)載狀態(tài)反饋電壓Vfb通過(guò)誤差比較器C0MP21與第一基準(zhǔn)電壓Vrefl進(jìn)行比較得到輸出值Vcomp。若采樣模塊105啟動(dòng)與停止工作的某幾個(gè)連續(xù)工作周期內(nèi)，負(fù)載發(fā)生變化，則本實(shí)施例中，根據(jù)AC/DC變換器上負(fù)載反饋電路的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，設(shè)負(fù)載狀態(tài)反饋電壓Vfb減小，則體現(xiàn)負(fù)載減小，電壓Vfb增大，體現(xiàn)負(fù)載增大；則當(dāng)電壓Vfb大于電壓Vrefl，設(shè)置電壓Vcomp下降；當(dāng)電壓Vfb小于電壓Vrefl，設(shè)置電壓Vcomp上升。實(shí)際應(yīng)用中，若AC/DC變換器上負(fù)載反饋電路的設(shè)計(jì)中，若電壓Vfb減小，體現(xiàn)負(fù)載增大，電壓Vfb增大，體現(xiàn)負(fù)載減??；則可相應(yīng)設(shè)置當(dāng)電壓Vfb小于電壓Vrefl,則電壓Vcomp上升；當(dāng)電壓Vfb大于電壓Vrefl,電壓Vcomp下降,而不限于本實(shí)施例列舉的情況。并且,用于體現(xiàn)電壓Vcomp與電壓Vfb的關(guān)系式可根據(jù)實(shí)際的相關(guān)電路設(shè)置。本發(fā)明中，當(dāng)負(fù)載發(fā)生變化的情況下，誤差比較器C0MP21輸出的電壓Vcomp也不同，從而可使初級(jí)電感中的電流作出自適應(yīng)地調(diào)整，使AC/DC變換器具有較好的負(fù)載調(diào)整能力。實(shí)際應(yīng)用中，圖5中減法器301b的作用主要體現(xiàn)在算術(shù)意義上，將具有較大數(shù)值的Vcomp變小，以便于后續(xù)計(jì)算。圖5中，模擬乘法器利用上述計(jì)算式(I)計(jì)算參考電能描述值，或稱(chēng)參考電壓Vthl，該參考電壓Vthl與輸入電壓同相位，其波形圖為正弦波形圖。上述計(jì)算式(I)中，乘法器系數(shù)K值由系統(tǒng)應(yīng)用場(chǎng)合來(lái)確定設(shè)置范圍，并可通過(guò)修改用于實(shí)現(xiàn)PFC矯正裝置的發(fā)光二極管(LED驅(qū)動(dòng)器)的內(nèi)部電路來(lái)修改K值；B值用于提供波形圖過(guò)零點(diǎn)的補(bǔ)償電壓，以減小諧波失真。如圖5所示裝置，實(shí)際應(yīng)用中，上述保護(hù)選擇器具體為一個(gè)二選一選擇器，其兩個(gè)輸入端中，一個(gè)輸入端接入模擬乘法器輸出的參考電壓Vthl，另一輸入端為預(yù)設(shè)的第三基準(zhǔn)值Vref3。比較參考電壓Vthl和電壓Vref3，輸出其中較小的一個(gè)給第一比較器106，用以防止參考電壓Vthl過(guò)高，損壞電路。記該二選一選擇器輸出的電壓為Vth。圖5中，第一比較器106為峰值電壓比較器C0MP22，用于比較采樣電 路的電阻Rl上的電壓Vcs和二選一選擇器輸出的電壓Vth,并且在電壓Vcs達(dá)到電壓Vth時(shí),輸出關(guān)閉控制指示?？梢?jiàn)，電壓Vref3為實(shí)際應(yīng)用中電壓Vcs可達(dá)到的最大電壓。具體應(yīng)用中，圖5所示裝置還可包括前沿消隱(LEB)電路、與非門(mén)電路、RS觸發(fā)器和上述驅(qū)動(dòng)電路；第一比較器106，通過(guò)與非門(mén)電路、RS觸發(fā)器和驅(qū)動(dòng)電路連接采樣模塊105，將關(guān)閉控制指示傳輸給采樣模塊105 ;零電流檢測(cè)電路，通過(guò)RS觸發(fā)器和驅(qū)動(dòng)電路連接采樣模塊105，將開(kāi)啟控制指示傳輸給采樣模塊105。其中，與非門(mén)電路是一個(gè)二輸一與非門(mén)，其一個(gè)輸入端連接第一比較器106的輸出端，另一輸入端連接前沿消隱電路的輸出端；其輸出端連接RS觸發(fā)器的一個(gè)輸入端。RS觸發(fā)器的另一輸入端連接零電流檢測(cè)電路的輸出端，輸出端連接驅(qū)動(dòng)電路的輸入端。驅(qū)動(dòng)電路的輸出端連接采樣模塊105的輸入端，即開(kāi)關(guān)管MO的受控鍵。RS觸發(fā)器，用于在收到開(kāi)啟控制指示后，觸發(fā)前沿消隱電路工作；在收到關(guān)閉控制指示后，傳遞關(guān)閉控制指示。LEB電路，輸入端連接RS觸發(fā)器的輸出端，輸出端連接與非門(mén)電路的另一輸入端，用于在受RS觸發(fā)器觸發(fā)后，通過(guò)與非門(mén)電路，在預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)內(nèi)屏蔽第一比較器106的輸出。實(shí)際應(yīng)用中，開(kāi)關(guān)管MO在打開(kāi)瞬間通常會(huì)毛刺電流形成毛刺電壓，該毛刺電壓值通常較高，可能超過(guò)當(dāng)時(shí)二選一選擇器輸出的電壓Vth。為避免峰值電壓比較器C0MP22將毛刺電壓誤檢為電壓Vcs，導(dǎo)致開(kāi)關(guān)管MO剛開(kāi)啟，就被關(guān)閉，可利用上述LEB電路，在零電流檢測(cè)電路每次輸出開(kāi)啟控制指不打開(kāi)開(kāi)關(guān)管MO時(shí)，由LEB電路輸出一段預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)的屏蔽信號(hào)，通過(guò)二輸一與非門(mén)，屏蔽此時(shí)峰值電壓比較器C0MP22的輸出，一段預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)后，等到電路穩(wěn)定，則LEB電路停止工作，峰值電壓比較器C0MP22的輸出有效。并且，本發(fā)明的實(shí)施例中，零電流檢測(cè)電路使AC/DC變換器工作在臨界連續(xù)模式，在中小功率應(yīng)用場(chǎng)景中，可充分利用電能，最大限度地減小電網(wǎng)污染，降低功耗，提升效率。上述RS觸發(fā)器是邏輯開(kāi)關(guān)電路，主要用于整合峰值電壓比較器C0MP22、LEB電路以及零電流檢測(cè)電路的邏輯功能，傳遞開(kāi)啟控制指示與關(guān)閉控制指示，以實(shí)現(xiàn)對(duì)開(kāi)關(guān)管MO的開(kāi)啟與關(guān)閉。驅(qū)動(dòng)電路是實(shí)際應(yīng)用中，為開(kāi)關(guān)管MO提供足夠的驅(qū)動(dòng)能力而設(shè)置的邏輯電路，以避免開(kāi)關(guān)管MO在被開(kāi)啟瞬間受到太大沖擊而損壞。本發(fā)明的實(shí)施例中，LED驅(qū)動(dòng)器可采用軟驅(qū)驅(qū)動(dòng)方式，以有效避免電磁干擾。圖5所示具體應(yīng)用舉例如，零電流檢測(cè)電路輸入端ZCD檢測(cè)到輔助繞組上電壓Vzcd低于第四基準(zhǔn)值即電壓Vref4時(shí)，采樣周期開(kāi)始零電流檢測(cè)電路輸出開(kāi)啟控制指示為I至RS觸發(fā)器的R端。RS觸發(fā)器傳遞開(kāi)啟控制指示，輸出高電平I ;LEB電路收到RS觸發(fā)器輸出的高電平后被觸發(fā)，輸出一段時(shí)長(zhǎng)的低電平O至二輸一與非門(mén)；二輸一與非門(mén)無(wú)論峰值電壓比較器C0MP22的輸出是什么，均屏蔽峰值電壓比較器C0MP22的輸出；驅(qū)動(dòng)電路收到RS觸發(fā)器輸出的高電平I后，開(kāi)啟開(kāi)關(guān)管MO，采樣電路開(kāi)始工作，一個(gè)采樣周期開(kāi)始。當(dāng)LEB電路輸出翻轉(zhuǎn)為I時(shí)，屏蔽功能消失，二輸一與非門(mén)傳遞峰值電壓比較器C0MP22的輸出；當(dāng)峰值電壓比較器C0MP22檢測(cè)到電壓Vcs與電壓Vth相等，輸出關(guān)閉控制指示高電平1，此時(shí)LEB電路輸出也是高電平I，二輸一與非門(mén)輸出低電平O ;RS觸發(fā)器傳遞二輸一與非門(mén)的輸出；驅(qū)動(dòng)電路收到低電平后，關(guān)閉開(kāi)關(guān)管MO，一個(gè)采樣周期結(jié)束。所列舉的具體應(yīng)用僅為本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，實(shí)際應(yīng)用中，可重新設(shè)置邏輯值所表示的意義，本申請(qǐng)不作列舉。以下將本發(fā)明提供的功率因數(shù)矯正裝置應(yīng)用與反激拓?fù)銩C/DC變換器，說(shuō)明本發(fā)明的具體應(yīng)用，但所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員將了解到，本發(fā)明還可應(yīng)用于其它類(lèi)型的AC/DC開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)。參見(jiàn)圖6，圖6是本發(fā)明的實(shí)施例中AC/DC變換器的電路示意圖。圖6所示電路中，橋式整流電路601和電容CO用于對(duì)輸入AC/DC變換器的交流電源進(jìn)行整流，輸出經(jīng)整流后 的電壓Vin ；電壓Vin經(jīng)過(guò)啟動(dòng)電阻R4對(duì)電容Cl充電，當(dāng)電容Cl上的電壓高于芯片電壓欠壓鎖定關(guān)閉電壓(UVLO OFF)時(shí)，LED驅(qū)動(dòng)器602啟動(dòng)；LED驅(qū)動(dòng)器602即本發(fā)明中的功率因數(shù)矯正裝置，外接開(kāi)關(guān)管MO和電阻R1，管腳CS采樣電阻Rl上的電壓Vcs ；電阻R2和電阻R3為L(zhǎng)ED驅(qū)動(dòng)器602外接用于獲取輸入電壓Vmult的電阻；電阻R4與電容Cl用于上電初始為L(zhǎng)ED驅(qū)動(dòng)器602供電；電阻-電容-二極管(RCD)鉗位電路603用于對(duì)變壓器604初級(jí)繞組Zl兩端的峰值電壓進(jìn)行鉗位，吸收尖峰電流，保護(hù)電路；電阻R5連接輔助繞組Z2與零電流檢測(cè)電路的輸入端Z⑶，用于獲取輔助繞組上的電壓Vzcd，相應(yīng)可獲知次級(jí)繞組Z3上的電能存儲(chǔ)情況，以及初級(jí)繞組Zl上的電能釋放情況；輔助繞組Z2經(jīng)整流二極管Dl對(duì)LED驅(qū)動(dòng)器602提供能量VDD ;次級(jí)繞組Z3與二極管D2將初級(jí)繞組Zl上的交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姡⒖纱鎯?chǔ)于電容C2上；電路605包括為L(zhǎng)ED驅(qū)動(dòng)器602提供負(fù)載反饋電壓Vfb的負(fù)載反饋電路和保護(hù)電路，其中負(fù)載反饋電路包括當(dāng)LED正負(fù)級(jí)兩端接上負(fù)載，有電流通過(guò)，則電阻R6上流過(guò)電流，將電阻R6上產(chǎn)生的電壓疊加一個(gè)基準(zhǔn)電壓，該基準(zhǔn)電壓由電阻R7和R8分壓形成，將經(jīng)過(guò)疊加的電壓與誤差比較器D3做比較，在達(dá)到預(yù)設(shè)值后，導(dǎo)通光耦合放大器606 ;經(jīng)光耦合放大器606放大后的電流流經(jīng)電阻R9，并經(jīng)電阻RlO分壓后，形成FB功能引腳端電壓，即負(fù)載反饋電壓Vfb ;管腳COMP電壓為Vcomp ;上述電路605中除上述負(fù)載反饋電路，均可理解為保護(hù)電路，為常用技術(shù)，本申請(qǐng)不作贅述。另外，管腳GND為L(zhǎng)ED驅(qū)動(dòng)器602的接地端；管腳GD為控制指示輸出端，用于控制開(kāi)關(guān)管MO。圖6中，上電初始，開(kāi)關(guān)管MO關(guān)閉，零電流檢測(cè)電路檢測(cè)到電阻R5上的電壓Vzcd較小，發(fā)出開(kāi)啟控制指示，觸發(fā)開(kāi)關(guān)管MO導(dǎo)通，采樣周期開(kāi)始；在開(kāi)關(guān)管MO導(dǎo)通期間，流過(guò)變壓器603初級(jí)電感的電流以受控的上升斜率流過(guò)電阻Rl，LED驅(qū)動(dòng)器602檢測(cè)電阻Rl上產(chǎn)生的壓降Vcs，在電壓Vcs達(dá)到Vth時(shí)，控制開(kāi)關(guān)管MO關(guān)斷；在開(kāi)關(guān)管MO關(guān)斷以后，RCD嵌位電路603對(duì)變壓器604初級(jí)繞組兩端的峰值電壓進(jìn)行嵌位，變壓器604次級(jí)繞組經(jīng)輸出整流二極管D2對(duì)外提供能量，同時(shí)變壓器604輔助繞組經(jīng)整流二極管Dl對(duì)LED驅(qū)動(dòng)器602的供電電壓VDD提供能量；當(dāng)零電流檢測(cè)電路再次檢測(cè)到電阻上的電壓Vzcd較小時(shí)，再次發(fā)出開(kāi)啟控制指示，觸發(fā)開(kāi)關(guān)管MO導(dǎo)通，新的采樣周期開(kāi)始。
綜上所述，本發(fā)明提供的技術(shù)方案中，考慮負(fù)載狀況對(duì)矯正的影響，由輸入電能與負(fù)載反饋電能共同決定初級(jí)繞組上產(chǎn)生的電能。其中，利用基于輸入電能與負(fù)載反饋電能所產(chǎn)生的參考電能，來(lái)確定通過(guò)采樣獲得的初級(jí)繞組上的電能，適應(yīng)負(fù)載變化的應(yīng)用場(chǎng)景，可自適應(yīng)地調(diào)整初級(jí)繞組上的電能環(huán)境，確保初級(jí)繞組上所獲得的電能與輸入電能同相位，從而，有效減少AC/DC變換器的功耗，減少電網(wǎng)污染，提聞電源效率。并且本發(fā)明中，通過(guò)零點(diǎn)流檢測(cè)器檢測(cè)次級(jí)繞組上的能量，使系統(tǒng)工作在臨界導(dǎo)通模式，在中小功率應(yīng)用場(chǎng)景中，可以有效減小電網(wǎng)污染，最大限度的減小功耗，提升效率。

另外，本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí)現(xiàn)可有效減小LED驅(qū)動(dòng)器所占用的芯片面積。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種功率因數(shù)矯正裝置，其特征在于，設(shè)置于交流直流AC/DC變換器上，包括第一獲取模塊、第二獲取模塊、計(jì)算模塊、啟動(dòng)控制模塊、采樣模塊和第一比較器； 所述第一獲取模塊，用于獲取輸入電能的描述值，輸出所述輸入電能的描述值； 所述第二獲取模塊，用于獲取反映所述AC/DC變換器上負(fù)載狀況的負(fù)載反饋電能描述值，輸出所述負(fù)載反饋電能描述值； 所述計(jì)算模塊，接入所述第一獲取模塊和所述第二獲取模塊，用于利用接收到的所述輸入電能的描述值和所述負(fù)載反饋電能描述值，計(jì)算與所述輸入電能同相位的參考電能描述值，輸出所述參考電能描述值給所述第一比較器； 所述啟動(dòng)控制模塊，連接所述采樣模塊的輸入端，用于輸出開(kāi)啟控制指示，所述開(kāi)啟控制指示用于控制所述采樣模塊開(kāi)始工作； 所述采樣模塊，輸入端連接所述AC/DC變換器的變壓器上的初級(jí)繞組、所述啟動(dòng)控制模塊的輸出端，輸出端連接所述第一比較器的輸入端，用于采樣體現(xiàn)所述初級(jí)繞組上電能狀況的實(shí)際電能描述值； 所述第一比較器，輸入端接入所述計(jì)算模塊和所述采樣模塊的輸出端，輸出端連接所述采樣模塊的輸入端，用于比較所述實(shí)際電能描述值與所述參考電能描述值，在得到所述實(shí)際電能描述值與所述最大電能的描述值相等的比較結(jié)果時(shí)，輸出停止控制指示；所述停止控制指示用于指示所述采樣模塊停止工作，由所述初級(jí)繞組獲得與所述輸入電能同相位的輸出電能描述值；之后，所述啟動(dòng)控制模塊輸出所述開(kāi)啟控制指示，再次啟動(dòng)所述采樣模塊。
2.如權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述計(jì)算模塊包括描述值處理模塊和計(jì)算器； 所述描述值處理模塊，接入所述第二獲取模塊，用于根據(jù)負(fù)載反饋電能描述值，產(chǎn)生輸出值，在所述負(fù)載恒定時(shí)，所述輸出值為恒定電能描述值；在所述負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，所述輸出值為體現(xiàn)所述變化的誤差電能描述值； 所述計(jì)算器，接入所述描述值處理模塊和所述第一獲取模塊，用于利用所述描述值處理模塊輸出的所述輸出值，以及所述輸入電能的描述值，計(jì)算所述參考電能描述值，輸出所述參考電能描述值給所述第一比較器。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于， 所述描述值處理模塊包括第二比較器和減法器； 所述計(jì)算器為模擬乘法器； 所述第二比較器，接入所述第二獲取模塊，用于將所述負(fù)載反饋電能描述值與預(yù)設(shè)的第一基準(zhǔn)值作比較，根據(jù)比較結(jié)果產(chǎn)生所述輸出值；若所述負(fù)載反饋電能描述值與所述第一參考值相等，輸出所述恒定電能描述值給所述減法器；否則，根據(jù)所述負(fù)載反饋電能描述值變化對(duì)所述負(fù)載變化的體現(xiàn)，輸出所述誤差電能描述值給所述減法器； 所述減法器，接入所述第二比較器，用于將接收到的所述輸出值減去預(yù)設(shè)第二基準(zhǔn)值，得到減數(shù)，輸出所述減數(shù)給所述模擬乘法器； 所述模擬乘法器，接入所述減法器與所述第一獲取模塊，用于根據(jù)預(yù)設(shè)計(jì)算式，算出所述參考電能描述值，輸出所述參考電能描述值給所述第一比較器； 記所述輸出值為Vcomp ;記所述第二基準(zhǔn)值為Vref2 ;記所述參考電能描述值為Vthl，記所述輸入電能的描述值為Vmult，所述計(jì)算式為Vthl = K*(Vcomp-Vref2)*Vmult+B 其中，K為乘法器系數(shù)，B為總諧波失真THD補(bǔ)償值。
4.如權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括 保護(hù)選擇器，用于保護(hù)所述裝置，將所述計(jì)算模塊的輸出通過(guò)該保護(hù)選擇器連接所述第一比較器的輸入端；包括將所述參考電能描述值與預(yù)設(shè)第三基準(zhǔn)值做比較，若所述參考電能描述值大于所述第三基準(zhǔn)值，輸出所述第三基準(zhǔn)值給所述第一比較器；否則，輸出所述參考電能描述值給所述第一比較器。
5.如權(quán)利要求I至4任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于， 所述啟動(dòng)控制模塊為零電流檢測(cè)電路，輸入端連接所述變壓器上的輔助繞組，輸出端連接所述采樣模塊的輸入端，用于通過(guò)檢測(cè)所述輔助繞組上的電能存儲(chǔ)狀況，檢測(cè)所述初級(jí)繞組的電能釋放情況，包括上電初始，檢測(cè)到所述輔助繞組上的檢測(cè)電能描述值低于預(yù)設(shè)第四基準(zhǔn)值，則產(chǎn)生所述開(kāi)啟控制指示，觸發(fā)所述采樣模塊開(kāi)始工作；或，所述采樣模塊停止工作后，所述初級(jí)繞組獲得所述輸出電能描述值且釋放存儲(chǔ)的電能，檢測(cè)到所述輔助繞組上的檢測(cè)電能描述值低于所述第四基準(zhǔn)值，則產(chǎn)生所述開(kāi)啟控制指示，觸發(fā)所述采樣模塊開(kāi)始工作。
6.如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述采樣模塊外接采樣電路和受控開(kāi)關(guān)； 所述采樣電路，通過(guò)所述受控開(kāi)關(guān)連接所述初級(jí)繞組，用于采樣所述實(shí)際電能描述值； 所述受控開(kāi)關(guān)，一端連接所述初級(jí)繞組，另一端連接所述采樣電路，受控鍵連接所述啟動(dòng)控制模塊的輸出端和所述第一比較器的輸出端，用于接收所述開(kāi)啟控制指示，控制所述采樣電路開(kāi)始工作；或，接收所述關(guān)閉控制指示，控制所述采用電路停止工作。
7.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括前沿消隱電路、與非門(mén)電路、觸發(fā)器和驅(qū)動(dòng)電路； 所述第一比較器，通過(guò)所述與非門(mén)電路、所述觸發(fā)器和所述驅(qū)動(dòng)電路連接所述采樣模塊，將所述關(guān)閉控制指示傳輸給所述采樣模塊；所述零電流檢測(cè)電路，通過(guò)所述觸發(fā)器和所述驅(qū)動(dòng)電路連接所述采樣模塊，將所述開(kāi)啟控制指示傳輸給所述采樣模塊；包括 所述與非門(mén)電路的一個(gè)輸入端連接所述第一比較器的輸出端，所述與非門(mén)電路的輸出端連接所述觸發(fā)器的一個(gè)輸入端； 所述觸發(fā)器的另一輸入端連接所述零電流檢測(cè)電路的輸出端，所述觸發(fā)器的輸出端連接所述驅(qū)動(dòng)電路的輸入端，所述驅(qū)動(dòng)電路的輸出端連接所述采樣模塊的輸入端； 所述前沿消隱電路，輸入端連接所述觸發(fā)器的輸出端，輸出端連接所述與非門(mén)電路的另一輸入端； 所述驅(qū)動(dòng)電路，用于保護(hù)所述受控開(kāi)關(guān)，并傳遞開(kāi)啟或關(guān)閉控制指示； 所述觸發(fā)器，用于在收到所述開(kāi)啟控制指示后，觸發(fā)所述前沿消隱電路工作；在收到所述關(guān)閉控制指示后，傳遞所述關(guān)閉控制指示； 所述前沿消隱電路，用于在受所述觸發(fā)器觸發(fā)后，通過(guò)所述與非門(mén)電路，在預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)內(nèi)屏蔽所述第一比較器的輸出。
8.—種AC/DC變換器，其特征在于，包括功率因數(shù)矯正裝置，所述裝置包括第一獲取模塊、第二獲取模塊、計(jì)算模塊、啟動(dòng)控制模塊、采樣模塊和第一比較器； 所述第一獲取模塊，用于獲取輸入電能的描述值，輸出所述輸入電能的描述值； 所述第二獲取模塊，用于獲取反映所述AC/DC變換器上負(fù)載狀況的負(fù)載反饋電能描述值，輸出所述負(fù)載反饋電能描述值； 所述計(jì)算模塊，接入所述第一獲取模塊和所述第二獲取模塊，用于利用接收到的所述輸入電能的描述值和所述負(fù)載反饋電能描述值，計(jì)算與所述輸入電能同相位的參考電能描述值，輸出所述參考電能描述值給所述第一比較器； 所述啟動(dòng)控制模塊，連接所述采樣模塊的輸入端，用于輸出開(kāi)啟控制指示，所述開(kāi)啟控制指示用于控制所述采樣模塊開(kāi)始工作； 所述采樣模塊，輸入端連接所述AC/DC變換器的變壓器上的初級(jí)繞組、所述啟動(dòng)控制模塊的輸出端，輸出端連接所述第一比較器的輸入端，用于采樣體現(xiàn)所述初級(jí)繞組上電能狀況的實(shí)際電能描述值； 所述第一比較器，輸入端接入所述計(jì)算模塊和所述采樣模塊的輸出端，輸出端連接所述采樣模塊的輸入端，用于比較所述實(shí)際電能描述值與所述參考電能描述值，在得到所述實(shí)際電能描述值與所述最大電能的描述值相等的比較結(jié)果時(shí)，輸出關(guān)閉控制指示；所述關(guān)閉控制指示用于指示所述采樣模塊停止工作，由所述初級(jí)繞組獲得與所述輸入電能同相位的輸出電能描述值；之后，所述啟動(dòng)控制模塊輸出所述開(kāi)啟控制指示，再次啟動(dòng)所述采樣模塊。
9.一種功率因數(shù)矯正方法，其特征在于，應(yīng)用于AC/DC變換器上，包括 步驟a、所述AC/DC變換器獲取輸入電能的描述值，獲取反映所述AC/DC變換器上負(fù)載狀況的負(fù)載反饋電能描述值； 步驟b、利用所述輸入電能的描述值和所述負(fù)載反饋電能描述值，計(jì)算與所述輸入電能同相位的參考電能描述值； 步驟C、啟動(dòng)采樣操作，所述采樣操作包括采樣體現(xiàn)所述AC/DC變換器的變壓器上的初級(jí)繞組電能狀況的實(shí)際電能描述值； 步驟d、比較所述實(shí)際電能描述值與所述參考電能描述值，在得到比較結(jié)果為所述實(shí)際電能描述值與所述最大電能的描述值相等時(shí)，執(zhí)行步驟e ; 步驟e、停止所述采樣操作，由所述初級(jí)繞組獲得與所述輸入電能同相位的輸出電能描述值；返回執(zhí)行步驟C。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述步驟b包括 步驟bl、處理所述負(fù)載反饋電能描述值，生成輸出值，包括在所述負(fù)載恒定時(shí)，生成所述輸出值為預(yù)設(shè)的恒定電能描述值；在所述負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，生成所述輸出值為體現(xiàn)所述變化的誤差電能描述值； 步驟b2、利用所述輸出值，以及所述輸入電能的描述值，計(jì)算所述參考電能描述值。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述步驟bl包括 將所述負(fù)載反饋電能描述值與預(yù)設(shè)的第一基準(zhǔn)值作比較，根據(jù)比較結(jié)果生成所述輸出值，包括若所述負(fù)載反饋電能描述值與所述第一參考值相等，生成所述恒定電能描述值；否則，根據(jù)所述負(fù)載反饋電能描述值變化對(duì)所述負(fù)載變化的體現(xiàn)，生成所述誤差電能描述值。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述步驟b2包括 將所述輸出值減去預(yù)設(shè)第二基準(zhǔn)值，得到減數(shù)； 根據(jù)預(yù)設(shè)計(jì)算式，算出所述參考電能描述值； 記所述輸出值為Vcomp ;記所述第二基準(zhǔn)值為Vref2 ;記所述參考電能描述值為Vthl，記所述輸入電能的描述值為Vmult，所述計(jì)算式為Vthl = K*(Vcomp-Vref2)*Vmult+B其中，K為乘法器系數(shù)，B為T(mén)HD補(bǔ)償值。
13.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述步驟d之前，還包括 保護(hù)所述AC/DC變換器，包括將所述參考電能描述值與預(yù)設(shè)第三基準(zhǔn)值做比較，若所述參考電能描述值大于所述第三基準(zhǔn)值，則所述步驟d利用所述第三基準(zhǔn)值與所述實(shí)際電能描述值作比較；否則，利用所述參考電能描述值與所述實(shí)際電能描述值作比較。
14.如權(quán)利要求9至13任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述步驟c的啟動(dòng)采樣操作包括 通過(guò)檢測(cè)所述變壓器的輔助繞組上的能量存儲(chǔ)狀況，檢測(cè)所述初級(jí)繞組的能量釋放情況，包括上電初始，檢測(cè)到所述輔助繞組上的檢測(cè)能量描述值低于預(yù)設(shè)第四基準(zhǔn)值，則啟動(dòng)所述采樣操作；或，所述采樣操作停止后，所述初級(jí)繞組獲得所述輸出電能描述值且釋放存儲(chǔ)的能量，檢測(cè)到所述輔助繞組上的檢測(cè)電能描述值低于所述第四基準(zhǔn)值，則啟動(dòng)所述采樣操作。
全文摘要
本發(fā)明提供的功率因數(shù)矯正裝置、交流直流變換器及功率因數(shù)矯正方法，為適應(yīng)不同負(fù)載的運(yùn)行環(huán)境，由輸入電能與負(fù)載反饋電能共同決定初級(jí)繞組上產(chǎn)生的電能。其中，利用基于輸入電能與負(fù)載反饋電能所產(chǎn)生的參考電能，來(lái)確定通過(guò)采樣獲得的初級(jí)繞組上的電能，適應(yīng)負(fù)載變化的應(yīng)用場(chǎng)景，可自適應(yīng)地調(diào)整初級(jí)繞組上的電能環(huán)境，確保初級(jí)繞組上所獲得的電能與輸入電能同相位，從而，有效減少AC/DC變換器的功耗，減少電網(wǎng)污染，提高電源效率。
文檔編號(hào)H02M1/42GK102769376SQ201210275208
公開(kāi)日2012年11月7日 申請(qǐng)日期2012年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月3日
發(fā)明者朱樟明, 許剛穎, 馬強(qiáng) 申請(qǐng)人:成都啟臣微電子有限公司