一种基于单片机的PFC控制电路的制作方法

专利2024-11-10  11


本技术涉及一种功率因数校正(pfc)技术,尤其涉及一种基于单片机的pfc控制电路。


背景技术:

1、功率因数是实际消耗的功率与电力或能量供给容量的比值,其值等于有功功率与视在功率比值。ccm(continuous conduction mode)连续导通模式:在一个开关周期内,电感电流从不会到0。或者说电感从不“复位”,意味着在开关周期内电感磁通从不回到0,功率管闭合时,线圈中还有电流流过;dcm(discontinuous conduction mode)断续导通模式:在开关周期内,电感电流总会到0,意味着电感被适当地“复位”,即功率开关闭合时,电感电流为零。过流保护策略是通过不断采集电流值并于设置阈值比较实现保护,过压保护策略同理。

2、早期功率因数校正(pfc)技术的研究重点主要集中在无源pfc技术,应用电容电感元器件建立无源网络,主要起到滤波作用。这种无源pfc电路的特点主要是电路普遍体积大对于谐波电流无法有效抑制,对噪声信号敏感,校正效果不佳。随着技术的发展,有源功率因数校正技术(active power factor correction,简称apfc)随着功率开关器件和功率半导体的快速发展而被提出来。这种技术显著提高了功率因数和使用性能。有源功率因数校正技术的研究以电感电流连续工作模式(continuous conduction mode,简称ccm)为主,这种模式适合于大中功率场合。之后又出现了电感电流断续工作模式(discontinuousconduction mode,简称dcm)的有源功率因数校正技术,其具有开关管零电流导通,二极管零电流关断及无反向恢复的优点,广泛应用于小功率场合。目前对于apfc电路的保护策略主要包括:过流控制策略和瞬时过压保护策略。

3、现有技术:

4、如图1所示:

5、boost电路是目前有源功率因数校正最常用的拓扑结构,电路由交流电源、不可控整流桥、续流二极管vd、电感l、功率开关管vf、输出滤波电容c和负载r组成。通过控制开关管vf驱动信号的占空比来控制它的导通和关断时间,可以实现升压功能。而对pfc的控制策略主要应用ccm控制策略,其优点在于电流纹波小,系统总谐波失真和电磁干扰小,滤波简单,适合工作在高功率环境。常用的平均电流控制ic有uc3843,ir1155s,ml4800等。

6、如图2所示,在ir1155s芯片控制的pfc中,电流监测点通过监测回路电流芯片输出,过压保护点在当电压超过一定值时关闭芯片驱动。

7、现有技术的缺点:

8、目前对于电路的功率开关管(mos管)保护作用有限,增加热敏电阻会带来功率损耗,同时由于缺少对功率开关管的温度进行监测,当mos管温度过高时如果散热不及时,容易造成该元器件损坏。而热敏电阻的作用是防止通电瞬间电路中浪涌电流过大,直接加到电感上容易造成电感损坏。但该热敏电阻之后在电路中会消耗能量,导致apfc效率不高。

9、有鉴于此,特提出本实用新型。


技术实现思路

1、本实用新型的目的是提供了一种基于单片机的pfc控制电路,以解决现有技术中存在的上述技术问题。

2、本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的:

3、本实用新型的基于单片机的pfc控制电路,包括:

4、交流电源ac通过整流桥后,通过热敏电阻ntc与电感l串联,之后与负载r连接,所述负载r并联有电容c和mos管,所述热敏电阻并联有继电器;

5、单片机通过控制芯片与所述mos管连接,单片机还与所述继电器连接。

6、与现有技术相比,本实用新型所提供的基于单片机的pfc控制电路,在原有的且相对成熟的电源管理芯片控制pfc电路的基础上,对其进行了优化提供了功率管温度监测,降低该元器件失效的概率,同时检测高低电平控制pfc供电,断开热敏电阻降低损耗,最终实现为pfc可靠工作提供保护。



技术特征:

1.一种基于单片机的pfc控制电路,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的基于单片机的pfc控制电路,其特征在于,所述单片机设有整流桥v310监测端子、电容v380检测端子、mos管温度监测端子、辅助电源的5v监测端子、辅助电源12v监测端子。

3.根据权利要求2所述的基于单片机的pfc控制电路,其特征在于,所述单片机设有外部通信模块。


技术总结
本技术公开了一种基于单片机的PFC控制电路,交流电源AC通过整流桥后,通过热敏电阻NTC与电感L串联,之后与负载R连接,负载R并联有电容C和MOS管,热敏电阻并联有继电器;单片机通过控制芯片与所述MOS管连接,还与继电器连接。单片机设有整流桥V310监测端子、电容V380检测端子、MOS管温度监测端子、辅助电源的5V监测端子、辅助电源12V监测端子。单片机通过控制继电器可以实现热敏电阻的隔离功能,通过模拟信号的采集,实现310V电压,380V的电压以及MOS管温度的监测。并且通过温度实现对风扇的控制降低风扇在低功率时的损耗。

技术研发人员:王再旺,高涛,沈雪银,赵晓旭,贾肖倩,冯少伟
受保护的技术使用者:北京大华无线电仪器有限责任公司
技术研发日:20231218
技术公布日:2024/7/25
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