一种功率因数校正模块的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及功率因数校正技术领域，具体设及一种功率因数校正模块。
【背景技术】
[0002] 传统的功率因数校正（PFC)电路，分为无源PFC与有源PFC。无源PFC通常为在整 流器与电容之间接入一个滤波电感，或者在交流侧并联接入LC滤波器。无源PFC电路的体 积、重量较大，且难W获得较高的功率因数(通常为0. 9左右)，其工作性能与频率、负载变化 W及输入电压变化有关，电感和电容间有大的充放电电流并可能引发电路LC谐振等。而 有源PFC电路只能工作于DCM模式(非连续导通模式)则存在则电压、电流应力大，谐波大等 缺点，而且要提高功率因数，需提高直流电压。
【发明内容】
[0003] 为了克服现有技术中的不足，本发明提供一种功率因数校正模块，该功率因数校 正模块可有效提高功率因数与动态响应速度，且具有良好的调压功能，同时还具有电路体 积少、重量少等优点。
[0004] 本发明是通过W下技术方案实现的：一种功率因数校正模块，包括滤波电感模块、 整流模块、第一复数处理模块、第二复数处理模块、有功功率和无功功率计算模块，所述滤 波电感模块与整流模块依次串联连接于电源输入模块与负载之间，所述有功功率和无功功 率计算模块的输入端具有第一输入端、第二输入端、第=输入端W及第四输入端； 所述电源输入模块的输出端通过相位检测模块与所述有功功率和无功功率计算模块 的第一输入端连接，所述电源输入模块的输出端依次通过电压检测模块、第一复数处理模 块与所述有功功率和无功功率计算模块的第二输入端连接，所述电源输入模块的输出端依 次通过电流检测模块、第二复数处理模块与所述有功功率和无功功率计算模块的第=输入 端连接，所述整流模块的输出端通过负载电压检测模块与所述有功功率和无功功率计算模 块的第四输入端连接，所述有功功率和无功功率计算模块的输出端与所述整流模块之间依 次串联连接有偏差值量化及换算模块、脉冲输出模块、隔离驱动模块。
[0005] 进一步地，所述负载电压检测模块与所述有功功率和无功功率计算模块的第四输 入端之间依次连接有运算模块W及比例积分模块；所述运算模块还连接有负载调整模块。
[0006] 优选地，所述第一复数处理模块与第二复数处理模块均包括依次连接的数据采样 及数字化处理模块、频域数据转换模块、复数实部数值和虚部数值获取及处理模块。
[0007] 优选地，所述有功功率和无功功率计算模块包括两比例积分模块，两相位补偿模 块，W及运算模块A、运算模块B、运算模块C、运算模块D; 所述运算模块A依次通过一比例积分模块W及运算模块B与所述偏差值量化及换算模 块的一输入端连接，所述运算模块C依次通过另一比例积分模块W及运算模块D与所述偏 差值量化及换算模块的另一输入端连接； 所述第一复数处理模块中输出实部数值的输出端与所述运算模块B连接，所述第一复 数处理模块中输出虚部数值的输出端与所述运算模块D连接； 所述第二复数处理模块中输出实部数值的输出端通过一相位补偿模块与所述运算模 块D连接，且该输出端还与所述运算模块A连接；所述第二复数处理模块中输出虚部数值的 输出端通过另一相位补偿模块与所述运算模块B连接，且该输出端还与所述运算模块C连 接； 所述相位检测模块与两相位补偿模块均连接，与所述运算模块连接的比例积分模块与 所述运算模块A连接。
[0008] 优选地，所述滤波电感模块设置有数目与所述电源输入模块的相数相适配的滤波 电感； 所述整流模块包括有数目与所述电源输入模块的相数相适配的整流支路，每一整流支 路均包括串联连接的第一开关与第二开关，所述第一开关并联连接有一二极管，且W该二 极管阴极的一端作为整流模块的正输出端，所述第二开关并联连接有一二极管，且W该二 极管阳极的一端作为整流模块的负输出端； 每一整流支路中，第一开关与第二开关相互连接的一端作为整流模块的一输入端，整 流模块的每一输入端均通过一所述滤波电感与所述电源输入模块连接。
[0009] 与现有技术相比，本发明提供的功率因数校正模块具有的有益技术效果有：（1) 可朗尋电源输入模块中输入的交流电源的输入电流控制为崎变很小的正弦化电流，功率因 数可接近于1 ; (2)使电路的动态响应速度显著提高，而且电路的体积和重量均可有效减 少；（3)功率因数校正模块的直流输出电压可W大于交流电源电压峰值，也可W低于交流 电源电压峰值，具有良好的调压功能；（4)功率因数校正模块既可运行在整流状态，也可运 行在逆变状态。
【附图说明】
[0010] 附图1为本发明实施例1中所述功率因数校正模块的电路原理示意框图； 附图2为本发明实施例2中所述功率因数校正模块的电路原理示意框图； 附图3为本发明实施例3中所述功率因数校正模块的电路原理示意框图； 附图4为本发明实施例中所述第一复数处理模块与第二复数处理模块的电路原理示 意框图； 附图5为本发明实施例中所述有功功率和无功功率计算模块的电路原理示意图； 附图6为本发明实施例中所述滤波电感模块与整流模块的电路原理示意图。
【具体实施方式】
[0011] 为了便于本领域技术人员的理解，下面结合附图对本发明作进一步的描述。 阳〇1引 实施例1 如附图1所示，一种功率因数校正模块，其包括滤波电感模块、整流模块、第一复数处 理模块、第二复数处理模块、有功功率和无功功率计算模块，所述滤波电感模块与整流模块 依次串联连接于电源输入模块与负载之间，所述有功功率和无功功率计算模块的输入端具 有第一输入端、第二输入端、第立输入端W及第四输入端（图1中的一、二、立、四分别代表 有功功率和无功功率计算模块的第一至第四输入端）； 所述电源输入模块的输出端通过相位检测模块与所述有功功率和无功功率计算模块 的第一输入端连接，所述电源输入模块的输出端依次通过电压检测模块、第一复数处理模 块与所述有功功率和无功功率计算模块的第二输入端连接，所述电源输入模块的输出端依 次通过电流检测模块、第二复数处理模块与所述有功功率和无功功率计算模块的第=输入 端连接，所述整流模块的输出端通过负载电压检测模块与所述有功功率和无功功率计算模 块的第四输入端连接，所述有功功率和无功功率计算模块的输出端与所述整流模块之间依 次串联连接有偏差值量化及换算模块、脉冲输出模块、隔离驱动模块；其中，负载并联连接 有滤波电容CO; 所述有功功率和无功功率计算模块用于将其输入端接收到的数据进行相位补偿处理、 比例积分处理W及运算处理，计算出系统的有功功率和无功功率，并将计算结果输出至所 述偏差值量化及换算模块；本发明中所述的系统，是指所述功率因数校正模块与所述负载 所构成的整体，即系统的有功功率与无功功率是指功率因数校正模块与负载作为一个整体 工作时的有功功率与无功功率。
[0013] 所述相位检测模块用于将检测到的相位数据传输至所述有功功率和无功功率计 算模块进行处理，所述第一复数处理模块用于将接收到的电压数据进行处理，W获取电压 数据中的实部数值与虚部数值，并分别将所述电压数据中的实部数值与虚部数值所述有功 功率和无功功率计算模块进行处理；所述第二复数处理模块用于将接收到的电流数据进行 处理，W获取电流数据中的实部数值与虚部数值，并分别将所述电流数据中的实部数值与 虚部数值输出至所述有功功率和无功功率计算模块进行处理； 所述负载电压检测模块用于检测负载端的电压信号并将其反馈至所述有功功率和无 功功率计算模块进行处理； 所述偏差值量化及换算模块用于将系统的有功功率和无功功率之间的偏差值进行量 化处理，将其换算为所述系统的电流超前或滞后电压的数字量，并将换算结果输出至所述 脉冲输出模块； 所述偏差值量化及换算模块用于将有功功率和无功功率之间的偏差值进行量化处理， 并将其换算为所述系统的电流超前或滞后电压的数字量，再将换算结果输出至所述脉冲输 出模块； 所述脉冲输出模块用于将所述电流超前或滞后电压的数字量转化为对应的脉冲矩阵 信号，并调制成相应的高频信号输出至所述隔离驱动模块；隔离驱动模块将系统的强电信 号与弱电信号进行隔离并输出相应的驱动信号，驱动整流模块进行工作，最终实现系统的 动态平衡，达到电流与电压同步