一種功率因數(shù)校正模塊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型設(shè)及功率因數(shù)校正技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種功率因數(shù)校正模塊。
【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)的功率因數(shù)校正（PFC)電路，分為無源PFC與有源PFC。無源PFC通常為在整 流器與電容之間接入一個濾波電感，或者在交流側(cè)并聯(lián)接入LC濾波器。無源PFC電路的體 積、重量較大，且難W獲得較高的功率因數(shù)(通常為0. 9左右)，其工作性能與頻率、負載變化 W及輸入電壓變化有關(guān)，電感和電容間有大的充放電電流并可能引發(fā)電路LC諧振等。而 有源PFC電路只能工作于DCM模式(非連續(xù)導通模式)則存在則電壓、電流應力大，諧波大等 缺點，而且要提高功率因數(shù)，需提高直流電壓。 【實用新型內(nèi)容】
[0003] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本實用新型提供一種功率因數(shù)校正模塊，該功率因 數(shù)校正模塊可有效提高功率因數(shù)與動態(tài)響應速度，且具有良好的調(diào)壓功能，同時還具有電 路體積少、重量少等優(yōu)點。
[0004] 本實用新型是通過W下技術(shù)方案實現(xiàn)的：一種功率因數(shù)校正模塊，包括濾波電感 模塊、整流模塊、第一復數(shù)處理模塊、第二復數(shù)處理模塊、有功功率和無功功率計算模塊，所 述濾波電感模塊與整流模塊依次串聯(lián)連接于電源輸入模塊與負載之間，所述有功功率和無 功功率計算模塊的輸入端具有第一輸入端、第二輸入端、第=輸入端W及第四輸入端； 陽〇化]所述電源輸入模塊的輸出端通過相位檢測模塊與所述有功功率和無功功率計算 模塊的第一輸入端連接，所述電源輸入模塊的輸出端依次通過電壓檢測模塊、第一復數(shù)處 理模塊與所述有功功率和無功功率計算模塊的第二輸入端連接，所述電源輸入模塊的輸出 端依次通過電流檢測模塊、第二復數(shù)處理模塊與所述有功功率和無功功率計算模塊的第= 輸入端連接，所述整流模塊的輸出端通過負載電壓檢測模塊與所述有功功率和無功功率計 算模塊的第四輸入端連接，所述有功功率和無功功率計算模塊的輸出端與所述整流模塊之 間依次串聯(lián)連接有偏差值量化及換算模塊、脈沖輸出模塊、隔離驅(qū)動模塊。
[0006] 進一步地，所述負載電壓檢測模塊與所述有功功率和無功功率計算模塊的第四輸 入端之間依次連接有運算模塊W及比例積分模塊；所述運算模塊還連接有負載調(diào)整模塊。
[0007] 優(yōu)選地，所述第一復數(shù)處理模塊與第二復數(shù)處理模塊均包括依次連接的數(shù)據(jù)采樣 及數(shù)字化處理模塊、頻域數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊、復數(shù)實部數(shù)值和虛部數(shù)值獲取及處理模塊。
[0008] 優(yōu)選地，所述有功功率和無功功率計算模塊包括兩比例積分模塊，兩相位補償模 塊，W及運算模塊A、運算模塊B、運算模塊C、運算模塊D;
[0009] 所述運算模塊A依次通過一比例積分模塊W及運算模塊B與所述偏差值量化及換 算模塊的一輸入端連接，所述運算模塊C依次通過另一比例積分模塊W及運算模塊D與所 述偏差值量化及換算模塊的另一輸入端連接；
[0010] 所述第一復數(shù)處理模塊中輸出實部數(shù)值的輸出端與所述運算模塊B連接，所述第 一復數(shù)處理模塊中輸出虛部數(shù)值的輸出端與所述運算模塊D連接；
[0011] 所述第二復數(shù)處理模塊中輸出實部數(shù)值的輸出端通過一相位補償模塊與所述運 算模塊D連接，且該輸出端還與所述運算模塊A連接；所述第二復數(shù)處理模塊中輸出虛部數(shù) 值的輸出端通過另一相位補償模塊與所述運算模塊B連接，且該輸出端還與所述運算模塊 C連接；
[0012] 所述相位檢測模塊與兩相位補償模塊均連接，與所述運算模塊連接的比例積分模 塊與所述運算模塊A連接。
[0013] 優(yōu)選地，所述濾波電感模塊設(shè)置有數(shù)目與所述電源輸入模塊的相數(shù)相適配的濾波 電感；
[0014] 所述整流模塊包括有數(shù)目與所述電源輸入模塊的相數(shù)相適配的整流支路，每一整 流支路均包括串聯(lián)連接的第一開關(guān)與第二開關(guān)，所述第一開關(guān)并聯(lián)連接有一二極管，且W 該二極管陰極的一端作為整流模塊的正輸出端，所述第二開關(guān)并聯(lián)連接有一二極管，且W 該二極管陽極的一端作為整流模塊的負輸出端；
[0015] 每一整流支路中，第一開關(guān)與第二開關(guān)相互連接的一端作為整流模塊的一輸入 端，整流模塊的每一輸入端均通過一所述濾波電感與所述電源輸入模塊連接。
[0016] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型提供的功率因數(shù)校正模塊具有的有益技術(shù)效果有： (1)可W將電源輸入模塊中輸入的交流電源的輸入電流控制為崎變很小的正弦化電流，功 率因數(shù)可接近于1 ; (2)使電路的動態(tài)響應速度顯著提高，而且電路的體積和重量均可有效 減少；（3)功率因數(shù)校正模塊的直流輸出電壓可W大于交流電源電壓峰值，也可W低于交 流電源電壓峰值，具有良好的調(diào)壓功能；（4)功率因數(shù)校正模塊既可運行在整流狀態(tài)，也可 運行在逆變狀態(tài)。
【附圖說明】
[0017] 附圖1為本實用新型實施例1中所述功率因數(shù)校正模塊的電路原理示意框圖；
[0018] 附圖2為本實用新型實施例2中所述功率因數(shù)校正模塊的電路原理示意框圖；
[0019] 附圖3為本實用新型實施例3中所述功率因數(shù)校正模塊的電路原理示意框圖；
[0020] 附圖4為本實用新型實施例中所述第一復數(shù)處理模塊與第二復數(shù)處理模塊的電 路原理示意框圖；
[0021] 附圖5為本實用新型實施例中所述有功功率和無功功率計算模塊的電路原理示 意圖；
[0022] 附圖6為本實用新型實施例中所述濾波電感模塊與整流模塊的電路原理示意圖。
【具體實施方式】
[0023] 為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解，下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步的描述。 陽〇24] 實施例1
[00巧]如附圖1所示，一種功率因數(shù)校正模塊，其包括濾波電感模塊、整流模塊、第一復 數(shù)處理模塊、第二復數(shù)處理模塊、有功功率和無功功率計算模塊，所述濾波電感模塊與整流 模塊依次串聯(lián)連接于電源輸入模塊與負載之間，所述有功功率和無功功率計算模塊的輸入 端具有第一輸入端、第二輸入端、第=輸入端W及第四輸入端（圖1中的一、二、=、四分別 代表有功功率和無功功率計算模塊的第一至第四輸入端）；
[00%] 所述電源輸入模塊的輸出端通過相位檢測模塊與所述有功功率和無功功率計算 模塊的第一輸入端連接，所述電源輸入模塊的輸出端依次通過電壓檢測模塊、第一復數(shù)處 理模塊與所述有功功率和無功功率計算模塊的第二輸入端連接，所述電源輸入模塊的輸出 端依次通過電流檢測模塊、第二復數(shù)處理模塊與所述有功功率和無功功率計算模塊的第= 輸入端連接，所述整流模塊的輸出端通過負載電壓檢測模塊與所述有功功率和無功功率計 算模塊的第四輸入端連接，所述有功功率和無功功率計算模塊的輸出端與所述整流模塊之 間依次串聯(lián)連接有偏差值量化及換算模塊、脈沖輸出模塊、隔離驅(qū)動模塊；其中，負載并聯(lián) 連接有濾波電容CO;
[0027] 所述有功功率和無功功率計算模塊用于將其輸入端接收到的數(shù)據(jù)進行相位補償 處理、比例積分處理W及運算處理，計算出系統(tǒng)的有功功率和無功功率，并將計算結(jié)果輸出 至所述偏差值量化及換算模塊；本實用新型中所述的系統(tǒng)，是指所述功率因數(shù)校正模塊與 所述負載所構(gòu)成的整體，即系統(tǒng)的有功功率與無功功率是指功率因數(shù)校正模塊與負載作為 一個整體工作時的有功功率與無功功率。
[0028] 所述相位檢測模塊用于將檢測到的相位數(shù)據(jù)傳輸至所述有功功率和無功功率計 算模塊進行處理，所述第一復數(shù)處理模塊用于將接收到的電壓數(shù)據(jù)進行處理，W獲取電壓 數(shù)據(jù)中的實部數(shù)值與虛部數(shù)值，并分別將所述電壓數(shù)據(jù)中的實部數(shù)值與虛部數(shù)值所述有功 功率和無功功率計算模塊進行處理；所述第二復數(shù)處理模塊用于將接收到的電流數(shù)據(jù)進行 處理，W獲取電流數(shù)據(jù)中的實部數(shù)值與虛部數(shù)值，并分別將所述電流數(shù)據(jù)中的實部數(shù)值與 虛部數(shù)值輸出至所述有功功率和無功功率計算模塊進行處理；
[0029] 所述負載電壓檢測模塊用于檢測負載端的電壓信號并將其反饋至所述有功功率 和無功功率計算模塊進行處理；
[0030] 所述偏差值量化及換算模塊用于將系統(tǒng)的有功功率和無功功率之間的偏差值進 行量化處理，將其換算為所述系統(tǒng)的電流超前或滯后電壓的數(shù)字量，并將換算結(jié)果輸出至 所述脈沖輸出模塊；
[0031] 所述偏差值量化及換算模塊用于將有功功率和無功功率之間的偏差值進行量化 處理，并將其換算為所述系統(tǒng)的電流超前或滯后電壓的數(shù)字量，再將換算結(jié)果輸出至所述 脈沖輸出模塊；
[0032] 所述脈沖輸出模塊用于將所述電流超前或滯后電壓的數(shù)字量轉(zhuǎn)化為對應的脈沖 矩陣信號，并調(diào)制成相應的高頻信號輸出至所述隔離驅(qū)動