CN105186851A - 高频数字电源电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高频数字电源电路，包括EMI滤波整流器、光耦合器驱动单元、微控制器、电压调节电路及开关电路；所述EMI滤波整流器、电压调节电路、微控制器及光耦合器驱动单元依次电路连接；所述开关电路一端与所述电压调节电路相连接且另一端与所述光耦合器驱动单元电路连接。本发明所提供的高频数字电源电路，输出信号具有稳定的电压值，避免了现有技术中电压信号不稳定造成的电源损坏。

Description

高频数字电源电路
技术领域
本发明涉及的是功率因数调节领域，尤其涉及高频数字电源电路。
背景技术
功率因数校正(PFC,PowerFactorCorrection),即调整有效功率与总耗电量之间的关系，也就是有效功率除以总耗电量(视在功率)的比值。本领域技术人员可以理解，功率因数可以衡量电力被有效利用的程度，当功率因素值越大，代表其电力利用率越高。功率因数校正系统中，其数字离散采样模块需对含有谐波分量和其他波形的混合直流电压和直流电流信号进行比例积分调节，现有技术中采用对离散采样值进行平均值计算的方式进行调节，但对于含有交流二次谐波的直流输出信号要计算出其离散采样值的平均值，至少要对10毫秒周期内的所有采样值求平均值，这样比例积分调节会造成电压信号延时至少10毫秒，即比例积分调节的动态响应时间至少需要10毫秒。对于高频数字电源，动态响应时间的过长，会造成电源的损坏，且对于含有重复周期不等于计算周期的波形计算的平均值存在较大的波动，这就使得比例积分调节的输出信号不稳定，从而使输出电压存在较大波动。
发明内容
本发明的目的是提供一种高频数字电源电路。
本发明提供一种高频数字电源电路，包括EMI滤波整流器(1)、光耦合器驱动单元(4)、微控制器(3)、电压调节电路(2)及开关电路(5)；所述EMI滤波整流器(1)、电压调节电路(2)、微控制器(3)及光耦合器驱动单元(4)依次电路连接；所述开关电路(5)一端与所述电压调节电路(2)相连接且另一端与所述光耦合器驱动单元(4)电路连接。
所述微控制器(3)包括依次电路连接模数转换单元(32)、第一乘法器(33)、低通滤波单元(34)、第二乘法器(35)及比例积分调节单元(36)；所述模数转换单元(32)的输入端与所述电压调节电路(2)相连接；所述比例积分调节单元(36)的输出端与所述光耦合器驱动单元(4)相电路连接。
本发明所提供的高频数字电源电路，输出信号具有稳定的电压值，避免了现有技术中电压信号不稳定造成的电源损坏。
附图说明
图1为本发明实施例所述的高频数字电源电路结构示意图；
图2为本发明实施例所述的高频数字电源电路的电路结构图；
图3为本发明实施例所述的高频数字电源电路中所述为控制器原理示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本实施例提供的高频数字电源电路，包括EMI滤波整流器1、光耦合器驱动单元4、微控制器3、电压调节电路2及开关电路5；所述EMI滤波整流器1、电压调节电路2、微控制器3及光耦合器驱动单元4依次电路连接；所述开关电路5一端与所述电压调节电路2相连接且另一端与所述光耦合器驱动单元4电路连接。
如图3所述，所述微控制器3包括依次电路连接模数转换单元32、第一乘法器33、低通滤波单元34、第二乘法器35及比例积分调节单元36；所述模数转换单元32的输入端与所述电压调节电路2相连接；所述比例积分调节单元36的输出端与所述光耦合器驱动单元4相电路连接。本领域技术人员可以理解，所述电压调节电路2的输出信号为第一电压信号Udc,所述第一电压信号为一模拟信号，所述第一电压信号Udc输入到所述模数转换单元32后，所述数模转换电路对其进行模数转换并输出第二电压信号，所述第二电压信号为一数字信号，所述第二电压信号输入到所述第一乘法器33后，经所述第一乘法器33运算处理为第三电压信号，所述第三电压信号为与所述第一电压信号具有相同电压值的数字信号；所述第三电压信号自所述第一乘法器33输出后输入给所述低通滤波单元34，所述低通滤波单元34对所述第三电压信号进行滤波处理后输出第四电压信号，所述第四电压信号为纯直流电压信号，所述第四电压信号输入给所述第二乘法器35，并与所述第二乘法器35的设定电压信号Vref进行减法运算从而获得第五电压信号，所述第五电压信号为所述第四电压信号与所述设定电压信号Vref的误差电压信号，所述第五电压信号经所述比例积分调节单元36进行比例积分调节处理后，输出第六电压信号，所述第六电压信号作为光耦合器驱动单元4的驱动电压信号，具有稳定的电压值，避免了现有技术中电压信号不稳定造成的电源损坏。
如图3所示，所述微控制器3还包括一脉冲宽度调制单元37，脉冲宽度调制单元37的输入端连接所述比例积分调节单元36的输入端且所述脉冲宽度调制单元37的输出端连接所述光耦合器驱动单元4的输入端。
如图2所示，所述开关电路5为一绝缘栅增强型N-MOS管Q1，所述MOS管Q1的栅极与所述光耦合器驱动单元4相连接；所述MOS管Q1的漏记与所述电压调节电路2相连接；所述MOS管Q1的源极经过第二电阻R1分压后接地。
进一步，所述电压调节电路2包括第一二极管D1、第二二极管D2、第一电容C1、第二电容C2、耦合电感L和第一电阻R1；所述耦合电感L包括第一电感L1和第二电感L2，所述第一电感L1一端连接所述EMI滤波整流器1的输出端且另一端连接所述MOS管Q1的漏记；所述第一二极管D1的阳极连接所述MOS管Q1的漏记且阴极与所述第一电阻R1的一端相连接，所述第一电阻R1的另一端接在所述EMI滤波整流器1的输出端上；所述第一电容C1与所述第一电阻R1并接；所述第二二极管D2阳极连接所述第二电感L2且阴极连接所述微控制器3的输入端；所述第二电容C2一端与所述第二二极管D2的阴极连接且另一端与所述第二电感L2的另一端连接。
所述微控制器3还可包括一除法运算器，所述除法运算器的输入端与所述电压调节电路2的输出端连接且所述除法运算器的输出端与所述模数转换单元32相连接。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种高频数字电源电路，其特征在于：包括EMI滤波整流器(1)、光耦合器驱动单元(4)、微控制器(3)、电压调节电路(2)及开关电路(5)；所述EMI滤波整流器(1)、电压调节电路(2)、微控制器(3)及光耦合器驱动单元(4)依次电路连接；所述开关电路(5)一端与所述电压调节电路(2)相连接且另一端与所述光耦合器驱动单元(4)电路连接。
2.如权利要求1所述的高频数字电源电路，其特征在于：所述微控制器(3)包括依次电路连接模数转换单元(32)、第一乘法器(33)、低通滤波单元(34)、第二乘法器(35)及比例积分调节单元(36)；所述模数转换单元(32)的输入端与所述电压调节电路(2)相连接；所述比例积分调节单元(36)的输出端与所述光耦合器驱动单元(4)相电路连接。
3.如权利要求2所述的高频数字电源电路，其特征在于：所述微控制器(3)还包括一脉冲宽度调制单元(37)，脉冲宽度调制单元(37)的输入端连接所述比例积分调节单元(36)的输入端且所述脉冲宽度调制单元(37)的输出端连接所述光耦合器驱动单元(4)的输入端。
4.如权利要求1所述的高频数字电源电路，其特征在于：所述开关电路(5)为一绝缘栅增强型N-MOS管(Q1)，所述MOS管(Q1)的栅极与所述光耦合器驱动单元(4)相连接；所述MOS管(Q1)的漏记与所述电压调节电路(2)相连接；所述MOS管(Q1)的源极经过第二电阻(R1)分压后接地。
5.如权利要求4所述的高频数字电源电路，其特征在于：所述电压调节电路(2)包括第一二极管(D1)、第二二极管(D2)、第一电容(C1)、第二电容(C2)、耦合电感(L)和第一电阻(R1)；所述耦合电感(L)包括第一电感(L1)和第二电感(L2)，所述第一电感(L1)一端连接所述EMI滤波整流器(1)的输出端且另一端连接所述MOS管(Q1)的漏记；所述第一二极管(D1)的阳极连接所述MOS管(Q1)的漏记且阴极与所述第一电阻(R1)的一端相连接，所述第一电阻(R1)的另一端接在所述EMI滤波整流器(1)的输出端上；所述第一电容(C1)与所述第一电阻(R1)并接；所述第二二极管(D2)阳极连接所述第二电感(L2)且阴极连接所述微控制器(3)的输入端；所述第二电容(C2)一端与所述第二二极管(D2)的阴极连接且另一端与所述第二电感(L2)的另一端连接。
6.如权利要求2所述的高频数字电源电路，其特征在于：所述微控制器(3)还可包括一除法运算器，所述除法运算器的输入端与所述电压调节电路(2)的输出端连接且所述除法运算器的输出端与所述模数转换单元(32)相连接。
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