一种电源产品数字pfc控制系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开一种电源产品数字PFC控制系统，由空气开关、EMC滤波器、整流桥、BOOST升压电路和DSPIC单片机组成。EMC滤波器的输入端通过空气开关与输入电源连接而输出端通过整流桥与BOOST升压电路的输入端连接，DSPIC单片机与BOOST升压电路的控制端连接，DSPIC单片机从BOOST升压电路采样输入电压和输入电流、输出电压，通过数字信号处理输出PWM信号至BOOST升压电路并控制BOOST升压电路。本实用新型具有稳定性高，可在线编程，电路简单，方便调试，灵活性强，成本低，对负载突变控制，性能卓越，显著提高系统电路的PF值和THD值等优点。
【专利说明】—种电源产品数字PFC控制系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种数字PFC控制技术，特别与电源产品的数字PFC控制系统有关。
【背景技术】
[0002]现在,市面上电源产品PFC (Power Factor Correction,即功率因数校正)控制电路主要采用模拟PFC控制方案，模拟PFC控制电路复杂，成本高，灵活性差，稳定性会受芯片性能影响。市面上也有一种数字PFC控制方案，如图1所示，采用双环(输入电压环、输入电流环)高频控制，电压环和电流环的周期一样，都是快速周期(单位为微秒级别)，此方法对负载突变控制不稳，而且PF值(功率因数)和THD值(总谐波失真度)比较差。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的在于提供一种电源产品数字PFC控制系统，其具有稳定性高，可在线编程，电路简单，方便调试，灵活性强，成本低，对负载突变控制，性能卓越，显著提高系统电路的PF值和THD值等优点。
[0004]为了达成上述目的，本实用新型的解决方案是:
[0005]一种电源产品数字PFC控制系统，由空气开关、EMC滤波器、整流桥、BOOST升压电路和DSPIC单片机组成；EMC滤波器的输入端通过空气开关与输入电源连接，EMC滤波器的输出端通过整流桥与BOOST升压电路的输入端连接，DSPIC单片机与BOOST升压电路的控制端连接，DSPIC单片机从BOOST升压电路的输入端采样输入电压和输入电流，DSPIC单片机从BOOST升压电路的输出端采样输出电压，通过数字信号处理输出PWM (脉冲宽度调制)信号至BOOST升压电路并控制BOOST升压电路。
[0006]所述BOOST升压电路的输入端还与DSPIC单片机的PFC过零检测脚连接。
[0007]采用上述方案后，本实用新型采用单环(输出电压环)与双环(输入电压环、输入电流环)相结合的方式，可在线编程，电路简单，方便调试，灵活性强，成本低，单环的作用是负载突变的时候起到稳压的作用，性能卓越，双环的作用是提高功率因数PF值和总谐波失真度THD值。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1是现有数字PFC控制示意图；
[0009]图2是本实用新型的结构示意图；
[0010]图3是本实用新型的双环控制示意图；
[0011]图4是本实用新型的单环控制示意图；
[0012]图5是本实用新型的控制原理框图。
【具体实施方式】[0013]如图2所示，本实用新型揭示的一种电源产品数字PFC控制系统，由空气开关1、EMC滤波器2、整流桥3、B00ST升压电路4和DSPIC单片机5组成。输入电源176_264Vac通过空气开关I与EMC滤波器2的输入端连接，EMC滤波器2的输出端通过整流桥3与BOOST升压电路4的输入端连接，DSPIC单片机5与BOOST升压电路4的控制端连接，DSPIC单片机5从BOOST升压电路4的输入端采样输入电压和输入电流，DSPIC单片机5从BOOST升压电路4的输出端采样输出电压，通过数字信号处理，输出PWM信号至BOOST升压电路4，并控制BOOST升压电路4。BOOST升压电路4的输入端还与DSPIC单片机5的PFC过零检测脚连接。
[0014]配合图3和图4所示，本实用新型采用单环(输出电压环)与双环(输入电压环、输入电流环)相结合的方式，双环的作用是提高功率因素PF和THD，单环的作用是负载突变的时候起到稳压的作用。本实用新型通过设定双环中各环的控制周期不一样，双环中的电压环控制周期为慢周期T V2，且为输入市电周期的一半，单位为毫秒级别，电流环的控制周期为快周期T12，单位为微秒级别。单环时输出电压环的控制周期为快周期Tvi，单位为微秒级别。
[0015]配合图5所示，本实用新型双环时电流环的控制周期为T12 ’根据调试经验电流环的控制周期T12比较快，为微秒级别，电压环的控制周期为Tv2 =Tm /2=l/2fm，之所以让电压环控制周期为市电周期的一半，是因为市电经过整流桥的后由原来的正弦波变成馒头波，频率为原来的两倍，即双环时电压环的周期为馒头波的周期，电压环输出值Vpi经过一个输入电压周期Tv2才调整一次，输入电压Va。本身已经是一条正弦曲线，从而保证两者相乘再乘以电压前馈平均值得出电流环输入电流设定值1&_才能呈正弦变化，提高相应的功率因素PF和THD。而且，电压环输出值Vpi每次计算都是在输入电压过零点的时候计算，从而保证每一个输入电流周期一开始就有相对应的电压环输出值VPI。双环模式的详细过程为:软件输出电压设定值Vdckef与输出电压采样值Vdc比较得出一个误差值VEKK，经过PI运算得出一个电压环输出值Vpi，算出输入电流设定值Iackef =KM*VPI/VAve2，Vavg为输入电压平均值，输入电流设定值Iackef与输入电流采样值Iac比较输出误差值I.，经过PI运算得出电流环输出值Ipi赋值给PWM占空比。
[0016]单环时输出电压环的控制周期为Tvi，Tvi的值为微秒级别。引入单环电压环是因为当负载突变的时候，尤其是重载变轻载或者空载的时候，母线电压会输出高压，引入单环可以解决在输出高压的时候稳压在额定电压，待工作稳定后又切换到双环工作模式。单环模式的详细过程为软件输出电压设定值vDeKEF与输出电压米样值比较得出一个误差值VEKK，经过PI运算得出一个电压环输出值Vp1赋值给PWM占空比。
【权利要求】
1.一种电源产品数字PFC控制系统，其特征在于:由空气开关、EMC滤波器、整流桥、BOOST升压电路和DSPIC单片机组成；EMC滤波器的输入端通过空气开关与输入电源连接，EMC滤波器的输出端通过整流桥与BOOST升压电路的输入端连接，DSPIC单片机与BOOST升压电路的控制端连接，DSPIC单片机从BOOST升压电路的输入端采样输入电压和输入电流，DSPIC单片机从BOOST升压电路的输出端采样输出电压，通过数字信号处理输出PWM信号至BOOST升压电路并控制BOOST升压电路。
2.如权利要求1所述的一种电源产品数字PFC控制系统，其特征在于:所述BOOST升压电路的输入端还与DSPIC单片机的PFC过零检测脚连接。
【文档编号】H02M3/00GK203537228SQ201320589804
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年9月24日 优先权日:2013年9月24日
【发明者】肖艳义, 林永旺, 杨宇秋 申请人:厦门蓝溪科技有限公司