CN202918185U - 一种有源谐波抑制装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及谐波抑制技术领域，是一种有源谐波抑制装置。特征是：它包括整流电路、升压电感、开关控制电路、续流二极管、稳压电容、过压/过流保护电路和信号电源电路；交流电与整流电路的输入端导通，整流电路的输出端依次与升压电感、续流二极管和稳压电容导通并构成主回路；功率因数校正控制器内部集成有开关控制电路和过压/过流保护电路，开关控制电路控制功率因数校正控制器的开关管的闭合与断开；功率因数校正控制器与主回路导通，并在整流电路输出端进行电压采样，在稳压电容处进行电压和电流采样；信号电源电路分别与主回路的升压电感和功率因数校正控制器导通。它适用于中小功率电子设备的谐波抑制。
Description
技术领域
本实用新型涉及谐波抑制技术领域，是一种有源谐波抑制装置。
背景技术
随着科学技术的发展，电子设备已广泛应用于各个领域，而对其功耗的要求越来越严格。为了获得稳定的直流前级电压，电源模块中的交直流转换电路目前大都采用二极管桥式整流接大容量滤波的电路，近年来随着这类装置应用越来越广泛，对电网的谐波污染也越来越严重。然而长期以来，人们只是注重于输出性能的提高，对于输入侧谐波污染问题不够重视，为了获得稳定的直流前级电源，电容容量的选取偏大，使得输入电流畸变严重，给电网带来巨大的谐波污染。同时，当电源设备中产生的高次谐波通过电源线或附加的公共线传输到系统的其他部分或其他装置，会引起电子设备的错误操作，从而大大降低电子设备的操作可靠性和稳定性。因此必须抑制电源电路中所产生的谐波，然而通常使用的无源功率因数矫正方法效率较低，无源低通滤波器的作用范围也很难对整流电路引起的电流波形畸变及也KHz级别的开关电源频率发挥很好的效果，故必须提出一种有源谐波滤波装置来解决上述问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种有源谐波抑制装置，适用于中小功率电子设备的谐波抑制，特别是针对GJB151—97A中CE101测试频段的谐波进行有效抑制，同时满足整理滤波后输出电压波动小的要求。
本实用新型的技术方案是一种有源谐波抑制装置，它基于BOOST拓扑，采用平均电流型控制方法，同时使用功率因数校正控制器，其特征是：它包括整流电路、升压电感、开关控制电路、续流二极管、稳压电容、过压/过流保护电路和信号电源电路；交流电与整流电路的输入端导通，整流电路的输出端依次与升压电感、续流二极管和稳压电容导通并构成主回路；功率因数校正控制器内部集成有开关控制电路和过压/过流保护电路，开关控制电路控制功率因数校正控制器的开关管的闭合与断开；功率因数校正控制器与主回路导通，并在整流电路输出端进行电压采样，在稳压电容处进行电压和电流采样；信号电源电路分别与主回路的升压电感和功率因数校正控制器导通。
所述的整流电路是由四只整流二极管组合导通构成的桥式整流电路。
所述的开关控制电路是由电压采样与乘法比较运算器导通，由CMOS管栅极控制功率因数校正控制器的开关管的闭合与断开。
所述的过压/过流保护电路实时监控主回路电流值和分压电压与基准电压的比较结果，当任意一条件超过标准时，过压/过流保护电路都能控制电路停止工作。
所述的信号电源电路是采用变压器原理在升压电感上绕制的线束，经过RC延时电路充电启动开关控制电路，并能通过“电能-—磁能—电能”转换得到开关控制电路及过压/过流保护电路的Vcc工作电压。
这种有源谐波抑制装置的工作频段是30KHz至150KHz。
本实用新型的特点是使用开关控制电路，同时开关控制电路的开关频率远大于工频，相对于无源PFC电路而言，这种有源谐波抑制装置可以做到体积小、重量轻、功率因数值较高，THD低，输入电压范围广，输出电压也可以受控且保持恒定。
附图说明
下面将结合实施例对本实用新型作进一步的说明。
图1是未采用APFC技术时的整流滤波电路及等效谐波电压源示意图。
图2是有源谐波抑制装置的电路示意图。
图3是有源谐波抑制装置工作状态下，电流连续导通模式平均电流控制法的波形示意图。
图中：1、整流电路；2、升压电感；3、开关控制电路；4、续流二极管；5、稳压电容；6、过压/过流保护电路；7、信号电源电路。
具体实施方式
如图1所示，在未采用APFC技术时的整流滤波电路及等效谐波电压源中，为了获得稳定的直流前级电压，电源模块中的交直流转换电路目前大都采用二极管桥式整流接大容量滤波的电路。然而长期以来，人们只是注重于输出性能的提高，对于输入侧谐波污染问题不够重视，为了获得稳定的直流前级电源，电容容量的选取偏大，使得输入电流畸变严重，给电网带来巨大的谐波污染。
同时，无源功率因数矫正方法效率较低，无源低通滤波器的作用范围也很难对整流电路引起的电流波形畸变及也KHz级别的开关电源频率发挥很好的效果。
如图2所示，一种有源谐波抑制装置，它基于BOOST拓扑，采用平均电流型控制方法和APFC技术，同时使用功率因数校正控制器来实现。
它包括整流电路1、升压电感2、开关控制电路3、续流二极管4、稳压电容5、过压/过流保护电路6和信号电源电路7。
其中，整流电路1是由四只整流二极管组合导通构成的桥式整流电路。
整流电路1的输入端直接与交流电导通，整流电路1的输出端依次与升压电感2、续流二极管4和稳压电容5导通并构成主回路。
功率因数校正控制器内部集成了开关控制电路3和过压/过流保护电路6。
开关控制电路3是由电压采样与乘法比较运算器导通，由CMOS管栅极驱动电压控制功率因数校正控制器的开关管的闭合与断开。
功率因数校正控制器与主回路导通，并在整流电路1输出端进行电压采样，在稳压电容5处进行电压和电流采样。
过压/过流保护电路6实时监控主回路电流值和分压电压与基准电压的比较结果，当任意一条件超过标准时，过压/过流保护电路6都能控制电路停止工作。
信号电源电路7采用变压器原理在升压电感2上绕制的线束，经过RC延时电路与功率因数校正控制器导通。
信号电源电路7经过RC延时电路充电启动开关控制电路3，并能通过“电能-—磁能—电能”转换得到开关控制电路3及过压/过流保护电路6的Vcc工作电压。
升压电感2在开关管断开时将电能转化为磁能进行储能，在开关管闭合时将储存磁能转化为电能释放提供给后端负载，起到能量的传递功能同时维持BOOST电路的升压状态。
稳压电容5在开关管断开后，起到稳定电压和电流续流作用。
续流二极管4保证在升压电感端电压高于稳压电容端时电流流向正常，当升压电感端电压低于稳压电容端时，二极管反向截止阻值反向电流形成。
这种有源谐波抑制装置的工作频段是30KHz至150KHz。
工作时，工频交流电经整流电路1整流，电流进入升压电感2储能并经过续流二极管4给稳压电容5充电并进入负载，同时信号电源电路7通过RC电路第一次启动开关控制电路3，开关控制电路3对整流后波形进行采样。
当采样电压超过瞬时基准电压时开关控制电路3控制开关管闭合，使升压电感2后端主回路断路，稳压电容5为负载续流同时续流二极管4保证稳压电容5到开关管漏极不产生反向电流。
当采样电压低于瞬时基准电压时开关控制电路3控制开关管断开，使升压电感2后端与主回路接通，续流二极管4导通升压电感2释放上阶段储能，稳压电容5充电，依次反复保证有源谐波抑制装置输出一稳定电压，同时输入电流波形跟随电压波形，如图3所示。
在此过程中信号电源电路7通过变压器原理不停给功率因数校正控制器提供电源，并且过压/过流保护电路6实时监视输出电压分压值及主回路电流值在采样电阻上产生的电压值，保证装置工作正常。
本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。
Claims (6)
1.一种有源谐波抑制装置，它基于BOOST拓扑，采用平均电流型控制方法，同时使用功率因数校正控制器，其特征是：它包括整流电路（1）、升压电感（2）、开关控制电路（3）、续流二极管（4）、稳压电容（5）、过压/过流保护电路（6）和信号电源电路（7）；交流电与整流电路（1）的输入端导通，整流电路（1）的输出端依次与升压电感（2）、续流二极管（4）和稳压电容（5）导通并构成主回路；功率因数校正控制器内部集成有开关控制电路（3）和过压/过流保护电路（6），开关控制电路（3）控制功率因数校正控制器的开关管的闭合与断开；功率因数校正控制器与主回路导通，并在整流电路（1）输出端进行电压采样，在稳压电容（5）处进行电压和电流采样；信号电源电路（7）分别与主回路的升压电感（2）和功率因数校正控制器导通。
2.根据权利要求1中所述的一种有源谐波抑制装置，其特征是：所述的整流电路（1）是由四只整流二极管组合导通构成的桥式整流电路。
3.根据权利要求1中所述的一种有源谐波抑制装置，其特征是：所述的开关控制电路（3）是由电压采样与乘法比较运算器导通，由CMOS管栅极控制功率因数校正控制器的开关管的闭合与断开。
4.根据权利要求1中所述的一种有源谐波抑制装置，其特征是：所述的过压/过流保护电路（6）实时监控主回路电流值和分压电压与基准电压的比较结果，当任意一条件超过标准时，过压/过流保护电路（6）都能控制电路停止工作。
5.根据权利要求1中所述的一种有源谐波抑制装置，其特征是：所述的信号电源电路（7）是采用变压器原理在升压电感上绕制的线束，经过RC延时电路充电启动开关控制电路，并能通过“电能-—磁能—电能”转换得到开关控制电路（3）及过压/过流保护电路（6）的Vcc工作电压。
6.根据权利要求1中所述的一种有源谐波抑制装置，其特征是：这种有源谐波抑制装置的工作频段是30KHz至150KHz。
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| CN 201220578784 CN202918185U (zh) | 2012-11-06 | 2012-11-06 | 一种有源谐波抑制装置 |
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| CN 201220578784 CN202918185U (zh) | 2012-11-06 | 2012-11-06 | 一种有源谐波抑制装置 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102946186A (zh) * | 2012-11-06 | 2013-02-27 | 西安开容电子技术有限责任公司 | 一种有源谐波抑制机构 |
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2012
- 2012-11-06 CN CN 201220578784 patent/CN202918185U/zh not_active Expired - Lifetime
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