CN103427620A - Pfc控制电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种PFC控制电路。该PFC控制电路包括：PFC升压功率电路模块；采样系数可调的采样模块，第一端与PFC升压功率电路模块的输出端相连接，用于对PFC升压功率电路模块的输出采样；以及PFC控制模块，第一端与采样模块的第二端相连接，PFC控制模块的第二端与PFC升压功率电路模块相连接，用于根据采样模块的采样信号控制PFC升压功率电路模块。通过本发明，能够调节采样模块的采样系数来实现PFC输出电压的多级可调，进而能够灵活调节PFC输出电压。

Description

PFC控制电路

技术领域

本发明涉及电路领域，具体而言，涉及一种PFC控制电路。

背景技术

PFC（Power Factor Correction）也即功率因数校正，通常用于表征电力的被利用程度及对电网的污染程度，PFC电路主要用于改善谐波，降低负载对电网的污染。现有硬件式PFC控制电路采用单一反馈电路,PFC输出电压固定，无法实现对PFC输出电压的灵活调节控制。

针对相关技术中PFC输出电压固定的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种PFC控制电路，以解决PFC输出电压固定的问题。

根据本发明的PFC控制电路包括：PFC升压功率电路模块；采样系数可调的采样模块，第一端与PFC升压功率电路模块的输出端相连接，用于对PFC升压功率电路模块的输出采样；以及根据上述采样模块的采样信号控制上述PFC升压功率电路模块的PFC控制模块，第一端与采样模块的第二端相连接，PFC控制模块的第二端与PFC升压功率电路模块相连接。

进一步地，采样模块包括：具有多个采样通道的采样单元，其中，多个采样通道的采样系数不同；以及通道选择单元，与采样单元相连接，用于在多个采样通道中确定一个采样通道的输出端与PFC控制模块的第一端相连接。

进一步地，通道选择单元包括：模拟转换开关芯片，具有输出端、控制端和多个输入端，模拟转换开关芯片的多个输入端分别与采样单元的多个采样通道的输出端相连接；以及控制装置，与模拟转换开关芯片的控制端相连接，用于控制模拟转换开关芯片的输出端与多个输入端中的一个输入端导通，其中，PFC控制模块的第一端与模拟转换开关芯片的输出端相连接。

进一步地，采样单元为分压电路。

进一步地，分压电路包括：多个串联的电阻，其中，串联后的第一端与PFC升压功率电路模块的输出端相连接，串联后的第二端接地，模拟转换开关芯片的多个输入端分别连接于多个串联的电阻之间的节点。

进一步地，控制装置包括：控制芯片，第一端与模拟转换开关芯片的控制端相连接；第一电阻；第二电阻，与第一电阻串联，串联后的第一端与PFC升压功率电路模块的输出端相连接，串联后的第二端接地；以及电容，第一端与PFC升压功率电路模块的输出端相连接，电容的第二端接地，其中，控制芯片的第二端连接于第一电阻与第二电阻之间的节点。

进一步地，模拟转换开关芯片为CD4015芯片。

进一步地，控制芯片为DSP或者MCU。

通过本发明，采用包括以下部分的PFC控制电路：PFC升压功率电路模块；与PFC升压功率电路模块的输出端相连接，用于对PFC升压功率电路模块的输出进行采样的采样模块，其中，该采样模块的采样系数可调；以及与采样模块和PFC升压功率电路模块分别相连接，用于根据采样信号控制PFC升压功率电路模块的PFC控制模块，通过调节采样模块的采样系数，便可实现PFC输出电压的多级可调控制，解决了PFC输出电压固定问题，进而达到了灵活调节PFC输出电压的效果。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明第一实施例的PFC控制电路的原理框图；

图2是根据本发明第二实施例的PFC控制电路的原理框图；

图3是根据本发明第三实施例的PFC控制电路的原理框图；

图4是根据本发明实施例的模拟转换开关芯片的示意图；以及

图5是根据本发明实施例的模拟转换开关芯片的控制逻辑图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

图1是根据本发明第一实施例的PFC控制电路的原理框图，如图1所示，该PFC控制电路包括：PFC升压功率电路模块1、采样模块2和PFC控制模块3。

其中，PFC升压功率电路模块1用于将电源的输出电压升压至一定值；采样模块2的第一端与PFC升压功率电路模块1的输出端相连接，用于对PFC升压功率电路模块1的输出采样，其中，采样模块2的采样系数可调，从而可以根据需要得到采样后的反馈信号；PFC控制模块3的第一端与采样模块2的第二端相连接，PFC控制模块3的第二端与PFC升压功率电路模块1相连接，用于根据采样模块2的采样信号控制PFC升压功率电路模块1。

在该实施例中，通过设置采样系数可调的采样模块，根据需要选择采样系数，从而选择将不同的PFC输出电压采样信号反馈给PFC控制模块3，以使PFC控制模块3控制PFC升压功率电路模块1输出对应的目标电压值，实现PFC输出电压的多级可调控制，解决了PFC输出电压固定问题，进而达到了灵活调节PFC输出电压的效果。

图2是根据本发明第二实施例的PFC控制电路的原理框图，如图2所示，该PFC控制电路包括：PFC升压功率电路模块1、采样单元21、通道选择单元23和PFC控制模块3。

其中，PFC升压功率电路模块1用于将电源的输出电压升压至一定值；采样单元21，具有多个采样通道，其中，多个采样通道的采样系数不同，通过多个采样通道对PFC升压功率电路模块1的输出进行采样；通道选择单元23，与采样单元21相连接，用于在多个采样通道中确定一个采样通道的输出端与PFC控制模块3的第一端相连接；PFC控制模块3的第二端与PFC升压功率电路模块1相连接，用于根据采样模块2的采样信号控制PFC升压功率电路模块1。

在该实施例中，设置多个采样系数不同的采样通道，通过选择采样通道选择采样系数，实现PFC输出电压的多级可调控制，实现灵活调节PFC输出电压。

图3是根据本发明第三实施例的PFC控制电路的原理框图，如图3所示，该PFC控制电路包括：PFC升压功率电路模块、PFC控制芯片、模拟转换开关芯片、电容以和电阻组成的电路模块。

其中，PFC升压功率电路模块的输出端与分压电路模块相连接，其中，分压电路包括依次串联的电阻R3~R11，其中，串联后的第一端与PFC升压功率电路模块的输出端相连接，串联后的第二端接地，模拟转换开关芯片的0~7个输入端分别连接于各串联电阻之间的节点。模拟转换开关芯片的选择控制端连接DSP/MCU，DSP/MCU控制模拟转换开关芯片的一个输入端与公共输出端导通，模拟转换开关芯片的公共输出端连接至PFC控制芯片的一端，PFC控制芯片的另一端与PFC升压功率电路模块相连接。

PFC控制电路中的第一电阻R1与第二电阻R2串联，串联后的第一端与PFC升压功率电路模块1的输出端相连接，串联后的第二端接地；电容C的第一端与PFC升压功率电路模块1的输出端相连接，电容C的第二端接地；第一电阻R1与第二电阻R2之间的节点连接至DSP/MCU。

通过在PFC输出电压与地之间串接一定阻值的分压电阻以得到不同分压比系数k的输出电压反馈信号Vf，如0通道分压比系数：

$k_0=\frac{R4+R5+R6+R7+R8+R9+R10+R11}{R3+R4+R5+R6+R7+R8+R9+R10+R11},$

依此类推可得出其它通道的分压比，分别把这些电压反馈信号作为模拟转换开关芯片的输入信号与各输入端连接，DSP/MCU可根据需要通过控制模拟转换开关芯片的选择控制端，选择将模拟转换开关芯片任一通道中的PFC输出电压反馈信号作为输入信号反馈给PFC控制芯片，PFC控制芯片把此反馈信号与内部参考电压进行比较，进而控制PFC升压功率电路模块工作并输出PFC电压。

PFC控制芯片基本工作原理：芯片具有参考电压端和反馈端，其参考电压端电压Vb可由芯片内部提供或外部提供，其反馈端电压Vf可由PFC输出电压反馈信号提供，当Vf＜Vb时，PFC控制芯片控制PFC升压功率电路模块工作，当Vf＞Vb时，PFC控制芯片控制PFC升压功率电路模块停止工作，从而使PFC输出电压Vo稳定在某一固定值范围内，且Vo=Vb/k。

模拟转换开关芯片基本工作原理：模拟转换开关芯片具有控制端、输入端和公共输出端，通过外部控制芯片控制端信号，可以选择将某一通道的输入端与公共输出端导通，从而实现选择将某一输入信号作为输出信号的功能。

优选地，模拟转换开关芯片采用CD4051芯片，其原理示意图如图4所示，其控制逻辑如图5所示。控制端具有A、B、C三位、输入端具有0～7共8个通道以及一个公共输出端。通过外部使得转换芯片控制端A、B、C信号分别为1、1、0时，则3通道与公共输出端导通，此时转换芯片的公共输出端输出信号为3通道的输入信号，同样只要按图5所示的控制逻辑真值表控制A、B、C信号，就能选择将任一通道输入信号作为输出信号。

一般地，如果PFC控制芯片参考电压值Vb为2.5V，模拟转换开关芯片使用CD4051，且分压电阻R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11的等效电阻值分别为3兆欧姆、510欧姆、510欧姆、510欧姆、470欧姆、470欧姆、470欧姆、470欧姆、18千欧姆时按分压比系数k和PFC输出电压Vo的计算方法可知，分别选择0～7通道的反馈信号作为PFC控制芯片的输出反馈信号Vf时，其对应的PFC输出电压Vo分别约为354V、363V、372V、383V、392V、402V、413V、423V。因此，当DSP/MCU控制模拟转换开关芯片控制端A、B、C的信号为1、1、0时，则PFC控制芯片控制PFC升压功率电路模块工作输出约383V，同理也可以控制PFC输出其它7种电压值。

由此可知，通过该电路及控制方法，可以使硬件式PFC电路方案的输出电压实现可多级调节控制功能。

在该实施例中，通过分压电路获取不同的PFC输出电压采样信号，通过DSP/MCU控制模拟转换开关芯片选择将不同的PFC输出电压采样信号反馈给PFC控制芯片，PFC控制芯片则根据反馈的输出电压采样信号控制输出对应的目标电压值，解决硬件式PFC控制电路方案单一输出电压值的不足，从而实现输出电压多级调节功能，使得实际应用更加灵活，为PFC输出电压实现跟随控制或分段控制提供了基础。

从以上的描述中，可以看出，本发明实现了如下技术效果：PFC控制电路中设置采样系数可调的采样模块，通过调节采样模块的采样系数，便可实现PFC输出电压的多级可调控制，从而能够灵活调节PFC输出电压。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种PFC控制电路，其特征在于，包括：

PFC升压功率电路模块（1）；

采样系数可调的采样模块（2），第一端与所述PFC升压功率电路模块（1）的输出端相连接，用于对所述PFC升压功率电路模块（1）的输出采样；以及

根据所述采样模块（1）的采样信号控制所述PFC升压功率电路模块（1）的PFC控制模块（3），第一端与所述采样模块（2）的第二端相连接，所述PFC控制模块（3）的第二端与所述PFC升压功率电路模块（1）相连接。

2.根据权利要求1所述的PFC控制电路，其特征在于，所述采样模块（2）包括：

具有多个采样通道的采样单元（21），所述多个采样通道的采样系数不同；以及

通道选择单元（23），与所述采样单元（21）相连接，用于在所述多个采样通道中确定一个采样通道的输出端与所述PFC控制模块（3）的第一端相连接。

3.根据权利要求2所述的PFC控制电路，其特征在于，所述通道选择单元（23）包括：

模拟转换开关芯片，具有输出端、控制端和多个输入端，所述模拟转换开关芯片的多个输入端分别与所述采样单元（21）的多个采样通道的输出端相连接；以及

控制装置，与所述模拟转换开关芯片的控制端相连接，用于控制所述模拟转换开关芯片的输出端与所述多个输入端中的一个输入端导通，

其中，所述PFC控制模块的第一端与所述模拟转换开关芯片的输出端相连接。

4.根据权利要求3所述的PFC控制电路，其特征在于，所述采样单元（21）为分压电路。

5.根据权利要求4所述的PFC控制电路，其特征在于，所述分压电路包括：

多个串联的电阻，其中，串联后的第一端与所述PFC升压功率电路模块（1）的输出端相连接，串联后的第二端接地，所述模拟转换开关芯片的多个输入端分别连接于所述多个串联的电阻之间的节点。

6.根据权利要求3至5中任一项所述的PFC控制电路，其特征在于，所述控制装置包括：

控制芯片，第一端与所述模拟转换开关芯片的控制端相连接；

第一电阻（R1）；

第二电阻（R2），与所述第一电阻（R1）串联，串联后的第一端与所述PFC升压功率电路模块（1）的输出端相连接，串联后的第二端接地；以及

电容（C），第一端与所述PFC升压功率电路模块（1）的输出端相连接，所述电容（C）的第二端接地，

其中，所述控制芯片的第二端连接于所述第一电阻（R1）与所述第二电阻（R2）之间的节点。

7.根据权利要求5所述的PFC控制电路，其特征在于，所述模拟转换开关芯片为CD4015芯片。

8.根据权利要求6所述的PFC控制电路，其特征在于，所述控制芯片为DSP或者MCU。

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