CN104467396A - 一种电源产品数字pfc控制系统 - Google Patents

一种电源产品数字pfc控制系统 Download PDF

Info

Publication number
CN104467396A
CN104467396A CN201310437535.0A CN201310437535A CN104467396A CN 104467396 A CN104467396 A CN 104467396A CN 201310437535 A CN201310437535 A CN 201310437535A CN 104467396 A CN104467396 A CN 104467396A
Authority
CN
China
Prior art keywords
input
chip microcomputer
booster circuit
boost booster
control system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201310437535.0A
Other languages
English (en)
Inventor
肖艳义
林永旺
杨宇秋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xiamen Lanxi Tech Co Ltd
Original Assignee
Xiamen Lanxi Tech Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xiamen Lanxi Tech Co Ltd filed Critical Xiamen Lanxi Tech Co Ltd
Priority to CN201310437535.0A priority Critical patent/CN104467396A/zh
Publication of CN104467396A publication Critical patent/CN104467396A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/42—Circuits or arrangements for compensating for or adjusting power factor in converters or inverters
    • H02M1/4208—Arrangements for improving power factor of AC input
    • H02M1/4258—Arrangements for improving power factor of AC input using a single converter stage both for correction of AC input power factor and generation of a regulated and galvanically isolated DC output voltage
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P80/00—Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
    • Y02P80/10—Efficient use of energy, e.g. using compressed air or pressurized fluid as energy carrier

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Rectifiers (AREA)

Abstract

本发明公开一种电源产品数字PFC控制系统，由空气开关、EMC滤波器、整流桥、BOOST升压电路和DSPIC单片机组成。EMC滤波器的输入端通过空气开关与输入电源连接而输出端通过整流桥与BOOST升压电路的输入端连接，DSPIC单片机与BOOST升压电路的控制端连接，DSPIC单片机从BOOST升压电路采样输入电压和输入电流、输出电压，通过数字信号处理输出PWM信号至BOOST升压电路并控制BOOST升压电路。本发明具有稳定性高，可在线编程，电路简单，方便调试，灵活性强，成本低，对负载突变控制，性能卓越，显著提高系统电路的PF值和THD值等优点。

Description

一种电源产品数字PFC控制系统
技术领域
本发明涉及一种数字PFC控制技术，特别与电源产品的数字PFC控制系统有关。
背景技术
现在，市面上电源产品PFC（Power Factor Correction，即功率因数校正）控制电路主要采用模拟PFC控制方案，模拟PFC控制电路复杂，成本高，灵活性差，稳定性会受芯片性能影响。市面上也有一种数字PFC控制方案，如图1所示，采用双环（输入电压环、输入电流环）高频控制，电压环和电流环的周期一样，都是快速周期（单位为微秒级别），此方法对负载突变控制不稳，而且PF值（功率因数）和THD值（总谐波失真度）比较差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电源产品数字PFC控制系统，其具有稳定性高，可在线编程，电路简单，方便调试，灵活性强，成本低，对负载突变控制，性能卓越，显著提高系统电路的PF值和THD值等优点。
为了达成上述目的，本发明的解决方案是：
一种电源产品数字PFC控制系统，由空气开关、EMC滤波器、整流桥、BOOST升压电路和DSPIC单片机组成；EMC滤波器的输入端通过空气开关与输入电源连接，EMC滤波器的输出端通过整流桥与BOOST升压电路的输入端连接，DSPIC单片机与BOOST升压电路的控制端连接，DSPIC单片机从BOOST升压电路的输入端采样输入电压和输入电流，DSPIC单片机从BOOST升压电路的输出端采样输出电压，通过数字信号处理输出PWM（脉冲宽度调制）信号至BOOST升压电路并控制BOOST升压电路。
所述BOOST升压电路的输入端还与DSPIC单片机的PFC过零检测脚连接。
采用上述方案后，本发明采用单环（输出电压环）与双环（输入电压环、输入电流环）相结合的方式，可在线编程，电路简单，方便调试，灵活性强，成本低，单环的作用是负载突变的时候起到稳压的作用，性能卓越，双环的作用是提高功率因数PF值和总谐波失真度THD值。
附图说明
图1是现有数字PFC控制示意图；
图2是本发明的结构示意图；
图3是本发明的双环控制示意图；
图4是本发明的单环控制示意图；
图5是本发明的控制原理框图。
具体实施方式
如图2所示，本发明揭示的一种电源产品数字PFC控制系统，由空气开关1、EMC滤波器2、整流桥3、BOOST升压电路4和DSPIC单片机5组成。输入电源176-264Vac通过空气开关1与 EMC滤波器2的输入端连接，EMC滤波器2的输出端通过整流桥3与BOOST升压电路4的输入端连接，DSPIC单片机5与BOOST升压电路4的控制端连接，DSPIC单片机5从BOOST升压电路4的输入端采样输入电压和输入电流，DSPIC单片机5从BOOST升压电路4的输出端采样输出电压，通过数字信号处理，输出PWM信号至BOOST升压电路4，并控制BOOST升压电路4。BOOST升压电路4的输入端还与DSPIC单片机5的PFC过零检测脚连接。
配合图3和图4所示，本发明采用单环（输出电压环）与双环（输入电压环、输入电流环）相结合的方式，双环的作用是提高功率因素PF和THD，单环的作用是负载突变的时候起到稳压的作用。本发明通过设定双环中各环的控制周期不一样，双环中的电压环控制周期为慢周期T  V2 ，且为输入市电周期的一半，单位为毫秒级别，电流环的控制周期为快周期T I2 ，单位为微秒级别。单环时输出电压环的控制周期为快周期T V1 ，单位为微秒级别。
配合图5所示，本发明双环时电流环的控制周期为T I2 , 根据调试经验电流环的控制周期T I2  比较快，为微秒级别，电压环的控制周期为T V2  =T 市电   /2=1/2f市电  ，之所以让电压环控制周期为市电周期的一半，是因为市电经过整流桥的后由原来的正弦波变成馒头波，频率为原来的两倍，即双环时电压环的周期为馒头波的周期，电压环输出值V PI 经过一个输入电压周期T V2 才调整一次，输入电压V AC 本身已经是一条正弦曲线，从而保证两者相乘再乘以电压前馈平均值得出电流环输入电流设定值I ACREF 才能呈正弦变化，提高相应的功率因素PF和THD。而且，电压环输出值V PI 每次计算都是在输入电压过零点的时候计算，从而保证每一个输入电流周期一开始就有相对应的电压环输出值V PI 。双环模式的详细过程为：软件输出电压设定值V DCREF 与输出电压采样值V DC 比较得出一个误差值V ERR ，经过PI运算得出一个电压环输出值V PI ，算出输入电流设定值I ACREF  =K M *V PI /V AVG 2 ，V AVG 为输入电压平均值，输入电流设定值I ACREF 与输入电流采样值I AC 比较输出误差值I ERR ，经过PI运算得出电流环输出值I PI 赋值给PWM占空比。
单环时输出电压环的控制周期为T V1  , T V1  的值为微秒级别。引入单环电压环是因为当负载突变的时候，尤其是重载变轻载或者空载的时候，母线电压会输出高压，引入单环可以解决在输出高压的时候稳压在额定电压，待工作稳定后又切换到双环工作模式。单环模式的详细过程为软件输出电压设定值V DCREF 与输出电压采样值V DC 比较得出一个误差值V ERR ，经过PI运算得出一个电压环输出值V PI  赋值给PWM占空比。

Claims (2)

1.一种电源产品数字PFC控制系统，其特征在于：由空气开关、EMC滤波器、整流桥、BOOST升压电路和DSPIC单片机组成；EMC滤波器的输入端通过空气开关与输入电源连接，EMC滤波器的输出端通过整流桥与BOOST升压电路的输入端连接，DSPIC单片机与BOOST升压电路的控制端连接，DSPIC单片机从BOOST升压电路的输入端采样输入电压和输入电流，DSPIC单片机从BOOST升压电路的输出端采样输出电压，通过数字信号处理输出PWM信号至BOOST升压电路并控制BOOST升压电路。
2.如权利要求1所述的一种电源产品数字PFC控制系统，其特征在于：所述BOOST升压电路的输入端还与DSPIC单片机的PFC过零检测脚连接。
CN201310437535.0A 2013-09-24 2013-09-24 一种电源产品数字pfc控制系统 Pending CN104467396A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310437535.0A CN104467396A (zh) 2013-09-24 2013-09-24 一种电源产品数字pfc控制系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310437535.0A CN104467396A (zh) 2013-09-24 2013-09-24 一种电源产品数字pfc控制系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN104467396A true CN104467396A (zh) 2015-03-25

Family

ID=52912924

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310437535.0A Pending CN104467396A (zh) 2013-09-24 2013-09-24 一种电源产品数字pfc控制系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104467396A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106452046A (zh) * 2016-10-13 2017-02-22 广州视源电子科技股份有限公司 一种pfc电路的开关管控制方法及装置
CN107134941A (zh) * 2016-02-29 2017-09-05 波音公司 使模块化转换器系统内的电流平衡
CN109245516A (zh) * 2018-09-20 2019-01-18 北京精密机电控制设备研究所 一种有源pfc数字控制装置
CN115276437A (zh) * 2022-09-27 2022-11-01 广东高斯宝电气技术有限公司 一种正弦脉宽调制方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101814825A (zh) * 2010-04-16 2010-08-25 中兴通讯股份有限公司 带线性调节的pfc控制电路及控制方法
CN102405586A (zh) * 2009-04-21 2012-04-04 夏普株式会社 电源装置
CN102801329A (zh) * 2012-08-09 2012-11-28 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 一种高效率、低损耗的交直流电源电路及其控制方法
CN103269156A (zh) * 2013-05-11 2013-08-28 广西大学 一种基于sopc的功率因数校正装置
CN103312199A (zh) * 2013-05-14 2013-09-18 上海交通大学 直接网侧功率控制的单相功率因数校正器
CN203537228U (zh) * 2013-09-24 2014-04-09 厦门蓝溪科技有限公司 一种电源产品数字pfc控制系统

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102405586A (zh) * 2009-04-21 2012-04-04 夏普株式会社 电源装置
CN101814825A (zh) * 2010-04-16 2010-08-25 中兴通讯股份有限公司 带线性调节的pfc控制电路及控制方法
CN102801329A (zh) * 2012-08-09 2012-11-28 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 一种高效率、低损耗的交直流电源电路及其控制方法
CN103269156A (zh) * 2013-05-11 2013-08-28 广西大学 一种基于sopc的功率因数校正装置
CN103312199A (zh) * 2013-05-14 2013-09-18 上海交通大学 直接网侧功率控制的单相功率因数校正器
CN203537228U (zh) * 2013-09-24 2014-04-09 厦门蓝溪科技有限公司 一种电源产品数字pfc控制系统

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107134941A (zh) * 2016-02-29 2017-09-05 波音公司 使模块化转换器系统内的电流平衡
CN107134941B (zh) * 2016-02-29 2021-06-01 波音公司 使模块化转换器系统内的电流平衡
CN106452046A (zh) * 2016-10-13 2017-02-22 广州视源电子科技股份有限公司 一种pfc电路的开关管控制方法及装置
CN106452046B (zh) * 2016-10-13 2019-03-29 广州视源电子科技股份有限公司 一种pfc电路的开关管控制方法及装置
CN109245516A (zh) * 2018-09-20 2019-01-18 北京精密机电控制设备研究所 一种有源pfc数字控制装置
CN109245516B (zh) * 2018-09-20 2019-11-29 北京精密机电控制设备研究所 一种有源pfc数字控制装置
CN115276437A (zh) * 2022-09-27 2022-11-01 广东高斯宝电气技术有限公司 一种正弦脉宽调制方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103427419B (zh) 有源电力滤波器选择性谐波补偿控制方法
CN104009618B (zh) 同步驱动并联功率模块变流器的均流控制方法及控制器
CN203537228U (zh) 一种电源产品数字pfc控制系统
CN102091850B (zh) 具有平滑过渡双脉冲参数的铝合金数字化焊机
CN104467396A (zh) 一种电源产品数字pfc控制系统
CN203722483U (zh) 三相程控交流电源装置
CN115078790B (zh) 交流电子负载装置及其三角形负载实现方法
CN204046873U (zh) 可调光led驱动电路
CN103817401B (zh) 一种dsp与cpld结合实现电流型有限双极性pwm输出的方法及系统
CN107154639A (zh) 高效率整流逆变一体化能量回馈变频器
CN106300352A (zh) 基于自然坐标定向的有源电力滤波器控制方法
CN203554743U (zh) 一种led驱动电路
CN203326895U (zh) 基于单片机的脉冲电镀电源
CN206804728U (zh) 一种基于stm32的相位跟踪与频率测量装置
CN202535289U (zh) 一种高效率逆变器
CN204669229U (zh) 数字电源电流控制电路
CN203973026U (zh) 自动保护焊送丝机的控制装置
CN102545679B (zh) 一种高效率逆变器及其逆变方法
CN204068753U (zh) 一种三相逆变器
CN204230899U (zh) 基于独立基波模块的电网扰动器
CN203761363U (zh) 信号转换电路
CN203541808U (zh) 一种手工焊机的集成电路系统
CN204442167U (zh) 一种可调节输出电压的恒压驱动设备
CN203968428U (zh) 一种简易型智能直流升压led驱动电源老化系统
CN203205879U (zh) 一种基于tms320f2812的配电同步补偿器的控制器

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20150325