CN2598251Y - 有源功率因数校正模块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种有源功率因数校正模块，它主要由外壳(8)、印刷电路板(9)、基板(10)组成，所述的印刷电路板(9)安装在所述的外壳(8)内腔内，在所述的印刷电路板(9)设有引出端子、整流和滤波电路(1)、高频开关式升压电路(2)、欠压保护电路(4)、过压保护电路(5)、过温保护电路(6)、接口电路(7)；本实用新型可串接于整流负载装置如开关电源、变频器、UPS和逆变器等设备中，以提高其功率因数，并改善交流输入电流谐波。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种有源功率因数校正模块，特别是涉及一种提高整流负载装置的功率因数、改善该装置交流电流谐波并提供稳定直流电压输出的有源功率因数校正模块。
背景技术
现有的整流负载装置如开关电源、变频器、不间断电源和逆变器等，它们都含有交流/直流电能变换环节，它们的输入电路普遍采用不控整流桥和大容量滤波电容。工作时它们会从电网抽取高峰值电流，使输入电流产生畸变，形成大的谐波和低的功率因数，造成能源浪费和电网污染。根据中国强制认证“CCC”和国际IEC61000-3-2(EN61000-3-2)标准要求，电子设备生产厂商入网电气设备必须在谐波上满足相应的规定。按此规定，现有的整流负载装置必须对印刷电路板重新设计和对电气参数重新整定，造成改造成本的提高。
实用新型内容
本实用新型需要解决的技术问题是克服现有的技术不足之处，提供一种结构简单、价格低廉、可串接于整流负载装置如开关电源、变频器、UPS和逆变器等设备中，既可用于新产品设计，也可用于老产品改造，以满足中国强制认证“CCC”和国际IEC61000-3-2(EN61000-3-2)谐波标准要求的有源功率因数校正模块。
本实用新型采用的技术方案是：本实用新型主要由外壳、印刷电路板、基板组成，所述的印刷电路板安装在所述的外壳内腔内，其特征在于：在所述的印刷电路板设有引出端子、整流滤波电路、高频开关式升压电路、欠压保护电路、过压保护电路、过温保护电路、接口电路；所述的整流滤波电路输入端与单相交流电接线端子相连；所述的整流滤波电路输出端与所述的高频开关式升压电路及所述的欠压保护电路相连；所述的欠压保护电路和过压保护电路及过温保护电路与所述的高频开关式升压电路相连；所述的欠压保护电路和过压保护电路及过温保护电路互连；所述的接口电路与所述的高频开关式升压电路和所述的欠压保护电路、过压保护电路及过温保护电路互连。
所述的整流滤波电路由整流桥、滤波电容组成，单相交流电进入整流桥，整流桥输出接滤波电容，整流桥及滤波电容将单相交流电整流为脉动直流电；
所述的高频开关式升压电路，由功率开关管、功率二极管、功率因数校正控制电路、功率电阻组成，这些电路与外接储能电感、滤波电容构成非隔离式升压型直流/直流变换器主功率电路。脉动直流电输入至储能电感，储能电感接功率开关管接地，储能电感接功率二极管至滤波电容。
所述的功率因数校正控制电路是控制芯片UCC3818或UC3854或L4891。
所述的接口电路是光耦器件。
所述的基板是散热铝基板。
由于采用了上述的技术方案，本实用新型提供的有源功率因数校正模块具有这样的有益效果，即本实用新型可将交流输入电流波形校正，使之与电压波形基本一致，相移也很小。并将整流负载装置的功率因数由0.65左右提高到0.99，电网负荷减少30％以上，同时在谐波失真(THD)小于8％。无须使用者二次开发即可直接使用，可达到中国强制认证“CCC”和国际IEC61000-3-2(EN61000-3-2)标准要求。
附图说明
图1是本实用新型的电路原理图；
图2是本实用新型的结构分解示意图。
具体实施方式
在图1中，本实用新型主要是在印刷电路板9设有引出端子、整流滤波电路1、高频开关式升压电路2、欠压保护电路4、过压保护电路5、过温保护电路6、接口电路7；所述的整流滤波电路1输入端与单相交流电接线端子AC1、AC2相连；所述的整流滤波电路1输出端与所述的高频开关式升压电路2及所述的欠压保护电路4相连；所述的欠压保护电路4和过压保护电路5及过温保护电路6与所述的高频开关式升压电路2相连；所述的欠压保护电路4和过压保护电路5及过温保护电路6互连；所述的接口电路7与所述的高频开关式升压电路2和所述的欠压保护电路、过压保护电路及过温保护电路6互连。
单相交流电接入AC1、AC2接线端子后进入由整流桥B和滤波电容C1组成的整流滤波电路1，整流桥B输出接滤波电容C1。整流桥B及滤波电容C1将单相交流电整流为脉动直流电，作为高频开关式升压电路2和欠压保护电路4的输入。
高频开关式升压电路2由功率开关管Q、功率二极管D、功率因数校正控制电路3、功率电阻R组成，这些电路与外接储能电感L、滤波电容C2构成非隔离式升压型直流/直流变换器主功率电路。脉动直流电输入至储能电感L，储能电感L接功率开关管Q，功率开关管Q再接地。储能电感L接功率二极管D至滤波电容C2。功率因数校正控制电路3采用控制芯片UCC3818，还可以采用UC3854或L4891。当驱动DRV信号为高电平时，功率开关管Q导通，电流经储能电感L——功率开关管Q——整流桥B，储能电感L储能。当DRV信号为低电平时，功率开关管Q关断。储能电感L上产生电压ΔV，迭加在交流整流后的电压上，形成升压后的直流。该支流滤波后产生电压稳定的直流电输出给负载。功率电阻R检测电感电流波形，将电流信号输入给控制电路，以达到迫使输入电流跟踪交流电压波形的目的。
欠压保护电路4采用公知的欠压保护电路。单相交流电整流为脉动直流电后，该脉动直流电被引入欠压保护电路4，一旦出现电压低于设定阈值，保护电路将把控制电路的使能端ENA拉为低电平，驱动信号停止。
过压保护电路5是两级直流输出过压保护电路，也是采用公知的过压保护电路。经欠压保护电路4输出的直流电压被引入过压保护电路5后，一旦出现电压高于设定第一阈值，过压保护电路5将迅速把ENA端拉为低电平，驱动信号停止。当电压恢复正常，电路自启动重新工作。一旦出现电压高于设定第二阈值，过压保护电路5将迅速把ENA端拉为低电平，驱动信号停止，除非停电复位，否则即使电压恢复正常，电路都不会自启动重新工作。
在欠压保护电路4和过压保护电路5中互连着过温保护电路6。过温保护电路6检测散热铝基板的温度，一旦出现温度高于设定阈值，保护电路将迅速把ENA端拉为低电平，驱动信号停止。当温度恢复正常，电路自启动重新工作。
在功率因数校正控制电路3上连接有遥控开/关机及报警的接口电路7，用户可以外控模块的开启和关闭(ON/OFF)，也可以通过报警端口ALARM了解模块是否故障。接口电路采用光耦器件，电气隔离。外电路输入低电平时ENA端拉为低电平，驱动信号停止，进入关机状态。当控制电路正常工作时，DRV端有驱动信号输出，接口电路输出OC门截止。
在图2中，本实用新型由外壳8、印刷电路板9、基板10组成。外壳8是塑料外壳，基板10是铝基板，铝基板主要起散热作用。印刷电路板9上安装了所有电子电路和引出端子，引出端子为插接，当然也可以采用螺钉安装式，不同与以往的功率模块针脚式输出方式，使用时引出端子无须焊接在印刷电路板上。发热半导体元件紧固基板10上，散热铝基板上有安装孔方便用户将模块安装于机箱、机柜或其他地方。塑料外壳8可以防触电、防灰尘等。印刷电路板9安装在外壳8的内腔中，与基板10一起配合成一体。
Claims (6)
1、一种有源功率因数校正模块，主要由外壳(8)、印刷电路板(9)、基板(10)组成，所述的印刷电路板(9)安装在所述的外壳(8)内腔内，其特征在于：在所述的印刷电路板(9)设有引出端子、整流滤波电路(1)、高频开关式升压电路(2)、欠压保护电路(4)、过压保护电路(5)、过温保护电路(6)、接口电路(7)；所述的整流滤波电路(1)输入端与单相交流电接线端子(AC1、AC2)相连；所述的整流滤波电路(1)输出端与所述的高频开关式升压电路(2)及所述的欠压保护电路(4)相连；所述的欠压保护电路(4)和过压保护电路(5)及过温保护电路(6)与所述的高频开关式升压电路(2)相连；所述的欠压保护电路(4)和过压保护电路(5)及过温保护电路(6)互连；所述的接口电路(7)与所述的高频开关式升压电路(2)和所述的欠压保护电路(4)、过压保护电路(5)及过温保护电路(6)互连。
2、根据权利要求1所述的有源功率因数校正模块，其特征是：所述的整流滤波电路(1)，由整流桥(B)、滤波电容(C1)组成，单相交流电进入整流桥(B)，整流桥(B)输出接滤波电容(C1)，整流桥B及滤波电容C1将单相交流电整流为脉动直流电。
3、根据权利要求1或2所述的有源功率因数校正模块，其特征是：所述的高频开关式升压电路(2)，由功率开关管(Q)、功率二极管(D)、功率因数校正控制电路(3)、功率电阻(R)组成，这些电路与外接储能电感(L)、滤波电容(C2)构成非隔离式升压型直流/直流变换器主功率电路，脉动直流电输入至储能电感(L)，储能电感(L)接功率开关管(Q)接地，储能电感(L)接功率二极管(D)至滤波电容(C2)。
4、根据权利要求3所述的有源功率因数校正模块，其特征是：所述的功率因数校正控制电路(3)是控制芯片UCC3818或UC3854或L4891。
5、根据权利要求1所述的有源功率因数校正模块，其特征是：所述的接口电路(7)是光耦器件。
6、根据权利要求1所述的有源功率因数校正模块，其特征是：所述的基板(10)是散热铝基板。
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| CNU032228139U CN2598251Y (zh) | 2003-01-08 | 2003-01-08 | 有源功率因数校正模块 |
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2003
- 2003-01-08 CN CNU032228139U patent/CN2598251Y/zh not_active Expired - Fee Related
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