CN206099803U - 电压闭环控制型交直流变换电路 - Google Patents

电压闭环控制型交直流变换电路 Download PDF

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郝振洋
杨奇
余志飞
周柳春
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Abstract

本实用新型公开了一种电压闭环控制型交直流变换电路，包括PID调节电路、脉宽调制电路、驱动电路、电压闭环控制电路以及交直流变换主电路，交直流变换主电路包括依次连接的整流桥电路、MOS管和输出电路；所述电压闭环控制电路包括并接在输出电路两端的采样电阻以及顺序连接的电压反馈信号采样滤波电路和电压比较器，电压比较器的输出端连接PID调节电路的输入端，PID调节电路的输出端连接脉宽调制电路的受控端，脉宽调制电路的输出端经驱动电路连接MOS管的受控端。本实用新型采用电压闭环控制方式以及有源功率因数校正技术产生脉宽调制波控制MOS管的通断，可输出稳定的电压，能够满足性能指标要求，且具有较高的控制精度。

Description

电压闭环控制型交直流变换电路
技术领域
本实用新型涉及电力电子变换技术领域，特别是一种交直流变换电路。
背景技术
随着电力电子装置的广泛使用，电网中产生了大量的谐波。交直流变换电路是电力电子装置中不可或缺的部件，传统的交直流变换电路主要是通过二极管或晶闸管实现，也会产生大量谐波和无功，因此传统的交直流变换电路被取代已成必然。
有源功率因数校正应用于交直流变换电路中，能够使交直流变换电路的网络功率因数接近1，且不会产生谐波电流。目前，在交直流变换电路中采用有源功率因数校正的技术主要有以下几种：一是采用功率因数调整芯片UC3854实现高功率因数电源系统设计，能实现高达0.8～1的功率因数调节和稳定的电压输出，但外围电路设计较复杂，电源输出参数的可控程度较低；另一种功率因数调整和电压稳定输出的控制电路主要由误差放大器、乘法器、除法器、脉宽调制器、震荡发生器和推挽式输出驱动电路构成，可用单片机或硬件电路实现功率因数的调整，但电路硬件设计和调试均比较复杂；第三种是采用全控PWM整流电路，但控制电路中电流闭环系统构造复杂，对实现电路的功率因数调节有消极影响，且硬件电路设计较复杂，电路调试难度相对较大。
实用新型内容
本实用新型需要解决的技术问题是传统交直流变换电路存在的功率因数较低、易产生电网污染的问题，从而提供一种能够满足性能指标要求、且具有较高控制精度的交直流变换电路。
为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案如下。
电压闭环控制型交直流变换电路，包括PID调节电路、脉宽调制电路、驱动电路、电压闭环控制电路以及交直流变换主电路，交直流变换主电路包括依次连接的整流桥电路、MOS管和输出电路；所述电压闭环控制电路包括并接在输出电路两端的采样电阻(Rn)以及顺序连接的电压反馈信号采样滤波电路和电压比较器，电压比较器的输出端连接PID调节电路的输入端，PID调节电路的输出端连接脉宽调制电路的受控端，脉宽调制电路的输出端经驱动电路连接MOS管的受控端。
上述电压闭环控制型交直流变换电路，所述整流桥电路的输出端并联连接有滤波电容，MOS管的漏极和源极分别连接在滤波电容两端，滤波电容与MOS管的漏极之间串接有电感；所述输出电路为并接在MOS管的漏极和源极两端的输出电容。
上述电压闭环控制型交直流变换电路，所述MOS管和输出电路之间串接有升压二极管，升压二极管的正极连接MOS管的漏极，升压二极管的负极连接输出电容的一端。
由于采用了以上技术方案，本实用新型所取得技术进步如下。
本实用新型采用电压闭环控制方式以及有源功率因数校正技术产生脉宽调制波控制MOS管的通断，同时电压闭环电路的设置可以判断输出电压与设定电压是否相同，从而为PID调节电路提供可靠调节依据，使输出电路输出稳定的电压，功率因数调整可达0.98以上，解决了传统交直流变换电路存在的功率因数较低、易产生电网污染的问题，可满足性能指标要求，且具有较高的控制精度。
附图说明
图1为本实用新型的结构框图。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施例对本实用新型进行进一步详细说明。
一种电压闭环控制型交直流变换电路，其结构如图1所示，包括PID调节电路、脉宽调制电路、驱动电路、电压闭环控制电路以及交直流变换主电路，PID调节电路的输入端连接电压闭环控制电路的输出端，PID调节电路的输出端连接脉宽调制电路的受控端，脉宽调制电路的输出端经驱动电路连接交直流变换主电路的受控端。
交直流变换主电路包括依次连接的整流桥电路、MOS管和输出电路；整流桥电路的输出端并联连接有滤波电容C1，MOS管的漏极和源极分别连接在滤波电容两端，滤波电容与MOS管的漏极之间串接有电感L；输出电路为并接在MOS管的漏极和源极两端的输出电容C2；MOS管和输出电路之间串接有升压二极管VD，升压二极管VD的正极连接MOS管的漏极，升压二极管VD的负极连接输出电容C2的一端。脉宽调制电路的输出端连接MOS管的栅极。
电压闭环控制电路包括并接在输出电容C2两端的采样电阻Rn以及顺序连接的电压反馈信号采样滤波电路和电压比较器，电压比较器的输出端连接PID调节电路的输入端。电压闭环控制电路可以判断交直流变换主电路的输出电压与设定电压是否相同，从而为PID调节电路提供可靠调节依据，使输出电路输出稳定的电压。
本实用新型的工作原理为：通过电压闭环控制电路采集交直流变换主电路的输出电压并与基准电压比较后输送给PID调节电路；PID调节电路根据电压环反馈的值向脉宽调制电路发出调制信号，调制信号经驱动电路控制MOS管的通断或者控制其导通角。

Claims (3)

1.电压闭环控制型交直流变换电路，其特征在于：包括PID调节电路、脉宽调制电路、驱动电路、电压闭环控制电路以及交直流变换主电路，交直流变换主电路包括依次连接的整流桥电路、MOS管和输出电路；所述电压闭环控制电路包括并接在输出电路两端的采样电阻(Rn)以及顺序连接的电压反馈信号采样滤波电路和电压比较器，电压比较器的输出端连接PID调节电路的输入端，PID调节电路的输出端连接脉宽调制电路的受控端，脉宽调制电路的输出端经驱动电路连接MOS管的受控端。
2.根据权利要求1所述的电压闭环控制型交直流变换电路，其特征在于：所述整流桥电路的输出端并联连接有滤波电容(C1)，MOS管的漏极和源极分别连接在滤波电容两端，滤波电容与MOS管的漏极之间串接有电感(L)；所述输出电路为并接在MOS管的漏极和源极两端的输出电容(C2)。
3.根据权利要求2所述的电压闭环控制型交直流变换电路，其特征在于：所述MOS管和输出电路之间串接有升压二极管(VD)，升压二极管(VD)的正极连接MOS管的漏极，升压二极管(VD)的负极连接输出电容(C2)的一端。
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