本技術涉及充放電設備,具體地,涉及一種功率因數校正器的控制電路、控制方法及充放電設備。
背景技術:
1、在充放電設備的充放電過程中,為了抑制電流波形的畸變和提高功率因數,常常會采用功率因數校正器(power?factor?corrector,pfc)。傳統的功率因數校正器,一般采用整流橋和升壓電路(boost)組成的結構,為了減少升壓電路中二極管的導通損耗和熱量,往往采用開關器件替代二極管,將熱量分配到功率因數校正器的多個開關器件,熱量損耗更小,功率因數更高。
2、功率因數校正器的多個開關器件包括高頻開關器件和低頻開關器件,但是,在工作過程中,高頻開關器件開關和導通過程產生的功耗熱量遠大于低頻開關器件開關和導通過程產生的功耗熱量,從而導致功率因數校正器在高頻開關器件容易產生熱量明顯的局部熱點,影響充放電設備在充電過程中峰值功率的輸出時間和用戶體驗。
3、因此,亟待一種新的解決方案,以解決上述問題。
技術實現思路
1、本技術提供了一種功率因數校正器的控制電路、控制方法及充放電設備,通過調節(jié)功率因數校正器內高頻開關器件和低頻開關器件的工作頻率,從而降低功率因數校正器內高頻開關器件的局部熱點,提升充放電設備在充電過程中峰值功率的輸出時間和用戶體驗。
2、為達到上述目的,本技術采用如下技術方案:
3、第一方面,提供了一種功率因數校正器的控制電路,所述功率因數校正器包括高頻開關器件和低頻開關器件,所述功率因數校正器的控制電路包括溫度檢測模塊、信號處理模塊、反饋檢測模塊和開關控制模塊;所述信號處理模塊分別與所述溫度檢測模塊、所述反饋檢測模塊和所述開關控制模塊相連接;所述溫度檢測模塊,被配置為獲取所述功率因數校正器的檢測溫度;所述反饋檢測模塊,被配置為獲取所述功率因數校正器的反饋電壓;所述信號處理模塊,被配置為當所述檢測溫度大于預設溫度時,輸出第一時序控制信號;還被配置為當所述反饋電壓大于預設反饋電壓時,輸出第二時序控制信號,當所述反饋電壓不大于所述預設反饋電壓時,輸出第三時序控制信號;所述開關控制模塊,被配置為根據所述第一時序控制信號、所述第二時序控制信號或所述第三時序控制信號控制所述高頻開關器件和所述低頻開關器件工作;所述第一時序控制信號控制所述高頻開關器件的工作頻率小于或等于所述第二時序控制信號控制所述高頻開關器件的工作頻率,所述第二時序控制信號控制所述高頻開關器件的工作頻率小于所述第三時序控制信號控制所述高頻開關器件的工作頻率。
4、在本技術實施例中,檢測功率因數校正器的溫度,當檢測溫度大于預設檢測溫度時,通過第一時序控制信號控制功率因數校正器工作。檢測功率因數校正器的反饋電壓,當反饋電壓大于預設反饋電壓時,通過第二時序控制信號控制功率因數校正器工作,反之,則通過第三時序控制信號控制功率因數校正器工作。其中,第一時序控制信號控制高頻開關器件的工作頻率小于或等于第二時序控制信號控制高頻開關器件的工作頻率,第二時序控制信號控制高頻開關器件的工作頻率小于第三時序控制信號控制高頻開關器件的工作頻率,從而降低功率因數校正器內高頻開關器件的局部熱點,發(fā)熱更加均衡,器件布局更容易,開關電源熱設計更簡單,產品體積更小,功率密度更高,有效提升充放電設備在充電過程中峰值功率的輸出時間和用戶體驗。
5、可選地,所述第一時序控制信號控制所述高頻開關器件的工作頻率與所述第二時序控制信號控制所述高頻開關器件的工作頻率相同。
6、在該實現方式中,可以使第一時序控制信號控制高頻開關器件的工作頻率與第二時序控制信號控制高頻開關器件的工作頻率相同,從而在兩種時序控制信號下,功率因數校正器內開關器件的工作狀態(tài)相同,散熱效果相同,更便于控制。
7、結合第一方面,所述信號處理模塊包括溫度比較器和第一控制器;所述溫度比較器,與所述溫度檢測模塊電連接,被配置為將所述檢測溫度與所述預設溫度進行比較,當所述檢測溫度大于預設溫度時,輸出第一高電平;當所述檢測溫度不大于所述預設溫度時,輸出第一低電平;所述第一控制器,與所述溫度比較器電連接,被配置為根據所述第一高電平輸出所述第一時序控制信號。
8、在該實現方式中,通過溫度比較器比較檢測溫度和預設溫度的大小,當檢測溫度大于預設溫度時,第一控制器輸出第一時序控制信號,以控制功率因數校正器內開關器件的工作狀態(tài)。
9、可選地,當檢測溫度不大于預設溫度時,第一控制器可以輸出第一檢測信號,以使反饋檢測模塊檢測功率因數校正器的反饋電壓,確定功率因數校正器的負載情況。
10、可選地,所述第一控制器包括或門。
11、在該實現方式中,可以將第一控制器設置為或門,只要溫度比較器輸出第一高電平,則控制功率因數校正器以第一時序控制信號工作。當溫度比較器輸出第一低電平時,則根據反饋檢測模塊的檢測結果確定功率因數校正器的工作狀態(tài)。
12、結合第一方面,所述反饋檢測模塊包括輸入電壓檢測單元和反饋電壓檢測單元;所述輸入電壓檢測單元,與所述信號處理模塊電連接,被配置為獲取所述功率因數校正器的輸入電壓;所述反饋電壓檢測單元,與所述信號處理模塊電連接,被配置為獲取所述功率因數校正器的反饋電壓。
13、在該實現方式中,通過輸入電壓檢測單元檢測功率因數校正器的輸入電壓,通過反饋電壓檢測單元確定功率因數校正器的反饋電壓,以供信號處理模塊使用。
14、結合第一方面,在第一方面的某些實現方式中,所述信號處理模塊還包括輸入電壓比較器、反饋電壓比較器、d觸發(fā)器和第二控制器;所述輸入電壓比較器,與所述輸入電壓檢測單元電連接,被配置為當所述輸入電壓大于預設輸入電壓時,輸出第二高電平;當所述輸入電壓不大于所述預設輸入電壓時,輸出第二低電平;所述d觸發(fā)器,與所述輸入電壓比較器電連接,被配置為當所述第二低電平轉換為所述第二高電平時,輸出使能信號;所述反饋電壓比較器,與所述反饋電壓檢測單元電連接,被配置為當反饋電壓大于預設反饋電壓時,輸出第三高電平;當所述反饋電壓不大于所述預設反饋電壓時,輸出第三低電平;所述第三高電平為反饋信號;所述第二控制器,分別與所述d觸發(fā)器和所述反饋電壓比較器電連接,被配置為根據所述使能信號和所述反饋信號輸出所述第二時序控制信號,反之,則輸出所述第三時序控制信號。
15、在該實現方式中,通過輸入電壓比較器確定輸入電壓的大小,當輸入電壓大于預設輸入電壓時,輸出第二高電平;反之,則輸出第二低電平。通過d觸發(fā)器當第二低電平轉化為第二高電平時輸出使能信號。通過反饋電壓比較器確定反饋電壓的大小,當反饋電壓大于預設反饋電壓時,輸出第三高電平,即為反饋信號,當反饋電壓不大于預設反饋電壓時,則輸出第三低電平,從而根據使能信號和反饋信號輸出第二時序控制信號,反之,則輸出第三時序控制信號,以控制功率因數校正器內開關器件的工作狀態(tài)。
16、可選地,所述第二控制器包括與門。
17、在該實現方式中,可以將第二控制器設置為與門,只有使能信號和反饋信號同時存在時,才輸出第二時序控制信號,反之則輸出第三時序控制信號,從而使功率因數校正器根據第二時序控制信號或第三時序控制信號工作。
18、結合第一方面,在第一方面的某些實現方式中,所述信號處理模塊還包括數字濾波器;所述數字濾波器,分別與所述輸入電壓比較器和所述d觸發(fā)器電連接,被配置為對所述第二高電平和所述第二低電平進行濾波處理。
19、在該實現方式中,數字濾波器對第二高電平和第二低電平進行濾波處理,從而得到穩(wěn)定的電平信號。
20、結合第一方面,在第一方面的某些實現方式中,所述功率因數校正器的控制電路還包括過零檢測單元;所述過零檢測單元,與所述信號處理模塊電連接,被配置為獲取所述功率因數校正器的輸入電壓,并當所述輸入電壓過零點時,將所述第二高電平切換為所述第二低電平。
21、在該實現方式中,過零檢測單元當輸入電壓過零點時,將第二高電平切換為第二低電平,從而減少交流電壓過零切換時造成的電流尖峰。
22、第二方面,提供了一種功率因數校正器的控制方法,應用于功率因數校正器的控制電路,所述功率因數校正器包括高頻開關器件和低頻開關器件;所述功率因數校正器的控制方法包括:獲取所述功率因數校正器的檢測溫度;當所述檢測溫度大于預設溫度時,輸出第一時序控制信號;獲取所述功率因數校正器的反饋電壓;當所述反饋電壓大于預設反饋電壓時,輸出第二時序控制信號,當所述反饋電壓不大于所述預設反饋電壓時,輸出第三時序控制信號;其中,所述第一時序控制信號控制所述高頻開關器件的工作頻率小于或等于所述第二時序控制信號控制所述高頻開關器件的工作頻率,所述第二時序控制信號控制所述高頻開關器件的工作頻率小于所述第三時序控制信號控制所述高頻開關器件的工作頻率。
23、在本技術實施例中,首先獲取功率因數校正器的檢測溫度,當檢測溫度大于預設溫度時,輸出第一時序控制信號,以控制功率因數校正器內開關器件的工作狀態(tài);然后獲取功率因數校正器的反饋電壓,當反饋電壓大于預設反饋電壓時,輸出第二時序控制信號,當反饋電壓不大于預設反饋電壓時,輸出第三時序控制信號,從而控制功率因數校正器在不同場景下的工作狀態(tài),降低功率因數校正器內高頻開關器件的局部熱點,提升充放電設備在充電過程中峰值功率的輸出時間和用戶體驗。
24、可選地,所述第一時序控制信號控制所述高頻開關器件的工作頻率與所述第二時序控制信號控制所述高頻開關器件的工作頻率相同。
25、在該實現方式中,可以使第一時序控制信號控制高頻開關器件的工作頻率與第二時序控制信號控制高頻開關器件的工作頻率相同,從而在兩種時序控制信號下,功率因數校正器內開關器件的工作狀態(tài)相同,散熱效果相同,更便于控制。
26、結合第二方面,在第二方面的某些實現方式中,還包括:獲取所述功率因數校正器的輸入電壓;所述當所述反饋電壓大于預設反饋電壓時,輸出第二時序控制信號,包括:當所述輸入電壓大于預設輸入電壓時,輸出第二高電平;當所述輸入電壓不大于所述預設輸入電壓時,輸出第二低電平;當所述第二低電平轉換為所述第二高電平時,輸出使能信號;當所述反饋電壓大于預設反饋電壓時,輸出第三高電平;所述第三高電平為反饋信號;根據所述使能信號和所述反饋信號輸出所述第二時序控制信號。
27、在該實現方式中,根據當第二低電平轉化為第二高電平時產生的使能信號,以及當反饋電壓大于預設反饋電壓時產生的反饋信號,可以輸出第二時序控制信號,以控制功率因數校正器的工作狀態(tài),降低功率因數校正器內高頻開關器件的局部熱點,提升充放電設備在充電過程中峰值功率的輸出時間和用戶體驗。
28、結合第二方面,在第二方面的某些實現方式中,還包括:獲取所述功率因數校正器的輸入電壓;所述當所述反饋電壓大于預設反饋電壓時,輸出第二時序控制信號,包括:當所述輸入電壓大于預設輸入電壓時,輸出第二高電平;當所述輸入電壓不大于所述預設輸入電壓時,輸出第二低電平;計數所述第二高電平和所述第二低電平,當所述第二高電平和所述第二低電平的個數為偶數時,輸出使能信號;當所述反饋電壓大于預設反饋電壓時,輸出第三高電平;所述第三高電平為反饋信號;根據所述使能信號和所述反饋信號輸出所述第二時序控制信號。
29、在該實現方式中,根據當第二高電平和第二低電平的個數為偶數個數產生的使能信號,以及當反饋電壓大于預設反饋電壓時產生的反饋信號,可以輸出第二時序控制信號,反之,則輸出第三時序控制信號,以控制功率因數校正器的工作狀態(tài),降低功率因數校正器內高頻開關器件的局部熱點,提升充放電設備在充電過程中峰值功率的輸出時間和用戶體驗。
30、結合第二方面,在第二方面的某些實現方式中,所述當所述第二低電平轉換為所述第二高電平時,輸出使能信號之前還包括:對所述第二高電平和所述第二低電平進行濾波處理。
31、在該實現方式中,對第二高電平和第二低電平進行濾波處理,從而得到穩(wěn)定的電平信號。
32、結合第二方面,在第二方面的某些實現方式中,所述功率因數校正器的控制方法還包括:當所述輸入電壓過零點時,將所述第二高電平切換為所述第二低電平。
33、在該實現方式中,當輸入電壓過零點時,將第二高電平切換為第二低電平,從而減少交流電壓過零切換時造成的電流尖峰。
34、結合第二方面,在第二方面的某些實現方式中,所述高頻開關器件包括第一開關器件和第二開關器件,所述低頻開關器件包括第三開關器件和第四開關器件;所述第一時序控制信號包括:當輸入電壓波形處于第一周期時,所述第一開關器件和所述第二開關器件均處于高頻開關狀態(tài),所述第三開關器件和第四開關器件均處于低頻開關狀態(tài),且所述第一開關器件驅動波形占空比和所述第二開關器件的驅動波形占空比互補,所述第三開關器件驅動波形占空比和所述第四開關器件的驅動波形占空比互補;當輸入電壓波形處于第二周期時,所述第一開關器件和所述第二開關器件均處于低頻開關狀態(tài),所述第三開關器件和第四開關器件均處于高頻開關狀態(tài),且所述第一開關器件驅動波形占空比和所述第二開關器件的驅動波形占空比互補,所述第三開關器件驅動波形占空比和所述第四開關器件的驅動波形占空比互補。
35、在該實現方式中,在通過第一時序控制信號控制功率因數校正器的工作過程中,當輸入電壓波形處于第一周期時,第一開關器件和第二開關器件均處于高頻開關狀態(tài),第三開關器件和第四開關器件均處于低頻開關狀態(tài);當輸入電壓波形處于第二周期時,第一開關器件和第二開關器件均處于低頻開關狀態(tài),第三開關器件和第四開關器件均處于高頻開關狀態(tài),使第一開關器件和第二開關器件與第三開關器件和第四開關器件交替進行高頻工作,從而降低功率因數校正器內高頻開關器件的局部熱點,提升充放電設備在充電過程中峰值功率的輸出時間和用戶體驗。
36、結合第二方面,在第二方面的某些實現方式中,所述高頻開關器件包括第一開關器件和第二開關器件,所述低頻開關器件包括第三開關器件和第四開關器件;所述第二時序控制信號包括:當輸入電壓波形處于第一周期時,所述第一開關器件和所述第二開關器件均處于高頻開關狀態(tài),所述第三開關器件和第四開關器件均處于低頻開關狀態(tài),且所述第一開關器件驅動波形占空比和所述第二開關器件的驅動波形占空比互補,所述第三開關器件驅動波形占空比和所述第四開關器件的驅動波形占空比互補;當輸入電壓波形處于第二周期時,所述第一開關器件和所述第二開關器件均處于低頻開關狀態(tài),所述第三開關器件和第四開關器件均處于高頻開關狀態(tài),且所述第一開關器件驅動波形占空比和所述第二開關器件的驅動波形占空比互補,所述第三開關器件驅動波形占空比和所述第四開關器件的驅動波形占空比互補。
37、在該實現方式中,在通過第二時序控制信號控制功率因數校正器的工作過程中,當輸入電壓波形處于第一周期時,第一開關器件和第二開關器件均處于高頻開關狀態(tài),第三開關器件和第四開關器件均處于低頻開關狀態(tài);當輸入電壓波形處于第二周期時,第一開關器件和第二開關器件均處于低頻開關狀態(tài),第三開關器件和第四開關器件均處于高頻開關狀態(tài),使第一開關器件和第二開關器件與第三開關器件和第四開關器件交替進行高頻工作,從而降低功率因數校正器內高頻開關器件的局部熱點,提升充放電設備在充電過程中峰值功率的輸出時間和用戶體驗。
38、結合第二方面,在第二方面的某些實現方式中,所述高頻開關器件包括第一開關器件和第二開關器件,所述低頻開關器件包括第三開關器件和第四開關器件;所述第三時序控制信號包括:當輸入電壓波形處于第一周期時,所述第一開關器件和所述第二開關器件均處于高頻開關狀態(tài),所述第三開關器件和第四開關器件均處于低頻開關狀態(tài),且所述第一開關器件驅動波形占空比和所述第二開關器件的驅動波形占空比互補,所述第三開關器件驅動波形占空比和所述第四開關器件的驅動波形占空比互補;當輸入電壓波形處于第二周期時,所述第一開關器件和所述第二開關器件均處于高頻開關狀態(tài),所述第三開關器件和第四開關器件均處于低頻開關狀態(tài),且所述第一開關器件驅動波形占空比和所述第二開關器件的驅動波形占空比互補,所述第三開關器件驅動波形占空比和所述第四開關器件的驅動波形占空比互補。
39、在本技術實施例中,在通過第三時序控制信號控制功率因數校正器的工作過程中,當輸入電壓波形處于第一周期時,第一開關器件和第二開關器件均處于高頻開關狀態(tài),第三開關器件和第四開關器件均處于低頻開關狀態(tài);當輸入電壓波形處于第二周期時,第一開關器件和第二開關器件均處于高頻開關狀態(tài),第三開關器件和第四開關器件均處于低頻開關狀態(tài),使第一開關器件和第二開關器件一直處于高頻工作狀態(tài),第三開關器件和第四開關器件一直處于低頻工作狀態(tài)。當功率因數校正器處于環(huán)境溫度較低、負載較小的工作場景時,功率因數校正器的發(fā)熱量較少,所以可采用第三時序控制信號控制功率因數校正器的工作過程,維持充放電設備在充電過程中峰值功率的輸出時間和用戶體驗。
40、第三方面,提供了一種充放電設備,包括所述的功率因數校正器的控制電路以及功率因數校正器,所述功率因數校正器包括高頻開關器件和低頻開關器件;所述高頻開關器件和所述低頻開關器件均與所述功率因數校正器的控制電路連接;
41、所述高頻開關器件,被配置為在所述功率因數校正器的控制電路的作用下導通或關斷;
42、所述低頻開關器件,被配置為在所述功率因數校正器的控制電路的作用下導通或關斷。
43、第四方面,提供了一種充放電設備,所述充放電設備包括:一個或多個處理器,以及存儲器;所述存儲器與所述一個或多個處理器耦合,所述存儲器用于存儲計算機程序代碼,所述計算機程序代碼包括計算機指令,所述一個或多個處理器調用所述計算機指令以使得所述充放電設備執(zhí)行所述的方法。
44、第五方面,提供了一種芯片系統,所述芯片系統應用于充放電設備,所述芯片系統包括一個或多個處理器,所述一個或多個處理器用于調用計算機指令以使得所述充放電設備執(zhí)行所述的方法。
45、第六方面,提供了一種計算機可讀存儲介質,所述計算機可讀存儲介質包括指令,當所述指令在充放電設備上運行時,使得所述充放電設備執(zhí)行所述的方法。