一種電源產(chǎn)品數(shù)字pfc控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種電源產(chǎn)品數(shù)字PFC控制系統(tǒng)，由空氣開關(guān)、EMC濾波器、整流橋、BOOST升壓電路和DSPIC單片機(jī)組成。EMC濾波器的輸入端通過空氣開關(guān)與輸入電源連接而輸出端通過整流橋與BOOST升壓電路的輸入端連接，DSPIC單片機(jī)與BOOST升壓電路的控制端連接，DSPIC單片機(jī)從BOOST升壓電路采樣輸入電壓和輸入電流、輸出電壓，通過數(shù)字信號處理輸出PWM信號至BOOST升壓電路并控制BOOST升壓電路。本發(fā)明具有穩(wěn)定性高，可在線編程，電路簡單，方便調(diào)試，靈活性強(qiáng)，成本低，對負(fù)載突變控制，性能卓越，顯著提高系統(tǒng)電路的PF值和THD值等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】—種電源產(chǎn)品數(shù)字PFC控制系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種數(shù)字PFC控制技術(shù)，特別與電源產(chǎn)品的數(shù)字PFC控制系統(tǒng)有關(guān)。

【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)在,市面上電源產(chǎn)品PFC (Power Factor Correct1n,即功率因數(shù)校正)控制電路主要采用模擬PFC控制方案，模擬PFC控制電路復(fù)雜，成本高，靈活性差，穩(wěn)定性會受芯片性能影響。市面上也有一種數(shù)字PFC控制方案，如圖1所示，采用雙環(huán)(輸入電壓環(huán)、輸入電流環(huán))高頻控制，電壓環(huán)和電流環(huán)的周期一樣，都是快速周期(單位為微秒級別)，此方法對負(fù)載突變控制不穩(wěn)，而且PF值(功率因數(shù))和THD值(總諧波失真度)比較差。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種電源產(chǎn)品數(shù)字PFC控制系統(tǒng)，其具有穩(wěn)定性高，可在線編程，電路簡單，方便調(diào)試，靈活性強(qiáng)，成本低，對負(fù)載突變控制，性能卓越，顯著提高系統(tǒng)電路的PF值和THD值等優(yōu)點(diǎn)。
[0004]為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的解決方案是:
一種電源產(chǎn)品數(shù)字PFC控制系統(tǒng)，由空氣開關(guān)、EMC濾波器、整流橋、BOOST升壓電路和DSPIC單片機(jī)組成；EMC濾波器的輸入端通過空氣開關(guān)與輸入電源連接，EMC濾波器的輸出端通過整流橋與BOOST升壓電路的輸入端連接，DSPIC單片機(jī)與BOOST升壓電路的控制端連接，DSPIC單片機(jī)從BOOST升壓電路的輸入端采樣輸入電壓和輸入電流，DSPIC單片機(jī)從BOOST升壓電路的輸出端采樣輸出電壓，通過數(shù)字信號處理輸出PWM (脈沖寬度調(diào)制)信號至BOOST升壓電路并控制BOOST升壓電路。
[0005]所述BOOST升壓電路的輸入端還與DSPIC單片機(jī)的PFC過零檢測腳連接。
[0006]采用上述方案后，本發(fā)明采用單環(huán)(輸出電壓環(huán))與雙環(huán)(輸入電壓環(huán)、輸入電流環(huán))相結(jié)合的方式，可在線編程，電路簡單，方便調(diào)試，靈活性強(qiáng)，成本低，單環(huán)的作用是負(fù)載突變的時候起到穩(wěn)壓的作用，性能卓越，雙環(huán)的作用是提高功率因數(shù)PF值和總諧波失真度THD 值。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1是現(xiàn)有數(shù)字PFC控制示意圖；
圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明的雙環(huán)控制示意圖；
圖4是本發(fā)明的單環(huán)控制示意圖；
圖5是本發(fā)明的控制原理框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0008]如圖2所示，本發(fā)明揭示的一種電源產(chǎn)品數(shù)字PFC控制系統(tǒng)，由空氣開關(guān)1、EMC濾波器2、整流橋3、B00ST升壓電路4和DSPIC單片機(jī)5組成。輸入電源176_264Vac通過空氣開關(guān)I與EMC濾波器2的輸入端連接，EMC濾波器2的輸出端通過整流橋3與BOOST升壓電路4的輸入端連接，DSPIC單片機(jī)5與BOOST升壓電路4的控制端連接，DSPIC單片機(jī)5從BOOST升壓電路4的輸入端采樣輸入電壓和輸入電流，DSPIC單片機(jī)5從BOOST升壓電路4的輸出端采樣輸出電壓，通過數(shù)字信號處理，輸出PWM信號至BOOST升壓電路4，并控制BOOST升壓電路4。BOOST升壓電路4的輸入端還與DSPIC單片機(jī)5的PFC過零檢測腳連接。
[0009]配合圖3和圖4所示，本發(fā)明采用單環(huán)(輸出電壓環(huán))與雙環(huán)(輸入電壓環(huán)、輸入電流環(huán))相結(jié)合的方式，雙環(huán)的作用是提高功率因素PF和THD，單環(huán)的作用是負(fù)載突變的時候起到穩(wěn)壓的作用。本發(fā)明通過設(shè)定雙環(huán)中各環(huán)的控制周期不一樣，雙環(huán)中的電壓環(huán)控制周期為慢周期T V2，且為輸入市電周期的一半，單位為毫秒級別，電流環(huán)的控制周期為快周期T12，單位為微秒級別。單環(huán)時輸出電壓環(huán)的控制周期為快周期Tvi，單位為微秒級別。
[0010]配合圖5所示，本發(fā)明雙環(huán)時電流環(huán)的控制周期為T12 ’根據(jù)調(diào)試經(jīng)驗(yàn)電流環(huán)的控制周期T12比較快，為微秒級別，電壓環(huán)的控制周期為Tv2 =Tm /2=l/2fm，之所以讓電壓環(huán)控制周期為市電周期的一半，是因?yàn)槭须娊?jīng)過整流橋的后由原來的正弦波變成饅頭波，頻率為原來的兩倍，即雙環(huán)時電壓環(huán)的周期為饅頭波的周期，電壓環(huán)輸出值Vpi經(jīng)過一個輸入電壓周期Tv2才調(diào)整一次，輸入電壓Va。本身已經(jīng)是一條正弦曲線，從而保證兩者相乘再乘以電壓前饋平均值得出電流環(huán)輸入電流設(shè)定值1&_才能呈正弦變化，提高相應(yīng)的功率因素PF和THD。而且，電壓環(huán)輸出值Vpi每次計(jì)算都是在輸入電壓過零點(diǎn)的時候計(jì)算，從而保證每一個輸入電流周期一開始就有相對應(yīng)的電壓環(huán)輸出值VPI。雙環(huán)模式的詳細(xì)過程為:軟件輸出電壓設(shè)定值Vdckef與輸出電壓采樣值Vdc比較得出一個誤差值VEKK，經(jīng)過PI運(yùn)算得出一個電壓環(huán)輸出值Vpi，算出輸入電流設(shè)定值IAeKEF =KM*VPI/VAve2，Vatc為輸入電壓平均值，輸入電流設(shè)定值Iackef與輸入電流采樣值Iac比較輸出誤差值IEKK，經(jīng)過PI運(yùn)算得出電流環(huán)輸出值Ipi賦值給PWM占空比。
[0011]單環(huán)時輸出電壓環(huán)的控制周期為Tvi，Tvi的值為微秒級別。引入單環(huán)電壓環(huán)是因?yàn)楫?dāng)負(fù)載突變的時候，尤其是重載變輕載或者空載的時候，母線電壓會輸出高壓，引入單環(huán)可以解決在輸出高壓的時候穩(wěn)壓在額定電壓，待工作穩(wěn)定后又切換到雙環(huán)工作模式。單環(huán)模式的詳細(xì)過程為軟件輸出電壓設(shè)定值vDeKEF與輸出電壓米樣值比較得出一個誤差值VEKK，經(jīng)過PI運(yùn)算得出一個電壓環(huán)輸出值Vp1賦值給PWM占空比。
【權(quán)利要求】
1.一種電源產(chǎn)品數(shù)字PFC控制系統(tǒng)，其特征在于:由空氣開關(guān)、EMC濾波器、整流橋、BOOST升壓電路和DSPIC單片機(jī)組成；EMC濾波器的輸入端通過空氣開關(guān)與輸入電源連接，EMC濾波器的輸出端通過整流橋與BOOST升壓電路的輸入端連接，DSPIC單片機(jī)與BOOST升壓電路的控制端連接，DSPIC單片機(jī)從BOOST升壓電路的輸入端采樣輸入電壓和輸入電流，DSPIC單片機(jī)從BOOST升壓電路的輸出端采樣輸出電壓，通過數(shù)字信號處理輸出PWM信號至BOOST升壓電路并控制BOOST升壓電路。
2.如權(quán)利要求1所述的一種電源產(chǎn)品數(shù)字PFC控制系統(tǒng)，其特征在于:所述BOOST升壓電路的輸入端還與DSPIC單片機(jī)的PFC過零檢測腳連接。
【文檔編號】H02M1/42GK104467396SQ201310437535
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2013年9月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月24日
【發(fā)明者】肖艷義, 林永旺, 楊宇秋 申請人:廈門藍(lán)溪科技有限公司