专利名称：一种部分pfc装置及其控制方法
技术领域：
本发明涉及一种部分PFC装置及其控制方法，特别是一种针对变频空调控制器的部分PFC装置及其控制方法。
背景技术：
目前在变频空调的控制领域，PFC被普遍使用。 无源PFC电路功率因数校正效果欠佳，最大只能达到O. 9左右，且在目前基础原材料涨价的环境下，成本也较高，还有一个缺陷是整流后的直流电压在大电流时下降明显，影响后级，比如压縮机等负载不能高运行频率工作。 全有源PFC功率因数校正效果好，可以达到0.99以上，但因成本较高，尤其是高速硬开关斩波，导致的高频干扰非常严重，产生严重的电磁干扰EMC问题，为解决EMC问题间接增加了较高的隐形成本，使得总体成本更高。 如中国专利文献号CN 101217254A于2008年7月9日公开了一种半主动式有源功率因数校正器及校正方法，半主动式有源功率因素校正器主要由第一桥式电路、第二桥式电路、工频电感器、IGBT以及后级电容构成，第一桥式电路的第1端及第3端分别连接交流电的N和L端，工频电感器设置在第一桥式电路的第3端与交流电L端，IGBT的C极和E极分别连接第一桥式电路的第2端及第4端，IGBT的G极连接控制单元，第二桥式电路的第1端及第3端分别与第一桥式电路的第3端及第1端连接，第二桥式电路的第2端及第4端之间连接后级电容。半主动式有源功率因素校正方法是在检测到交流电压过零以后，立即控制IGBT开通一个或多个脉冲，对工频电感器进行充电、储能，当IGBT闭合时，工频电感器释放存储的能量到后级的电容。这种半主动式有源功率因数校正器及校正方法可以在一定程度上减小主动式PFC中的电磁干扰EMI，但是，效果不够理想，有待改进。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种结构简单合理、操作灵活、进行部分PFC控制、有效降低EMC问题、成本低，功率因数高、并能提高输出的直流电压的部分PFC装置及其控制方法，以克服现有技术中的不足之处。 按此目的设计的一种部分PFC装置，包括整流桥堆BDl和市电，其特征是还包括电流采样电路1、过零检测电路2、电感器Ll、导流二极管Dl、导流二极管D2、功率电子开关Gl 、电压采样电路4、 PFC驱动电路3和主控MCU5 ;
其中， 市电的火线L与导流二极管D1的阳极、整流桥堆BD1的交流输入端AC1、过零检测电路2的一个取样点连接；市电的零线N与电流取样电路1的一端连接；电流取样电路1的另一端和电感器L1的一端、过零检测电路2的取样点相连；电感器L1的另一端与导流二极管D2的阳极、整流桥堆BD1的AC2端连接；功率电子开关G1的电流流入端2与导流二极管Dl及D2的阴极连接；功率电子开关Gl的电流流出端3与整流桥堆BD1的V-端、电压采样电路4的一个取样端连接；电压采样电路4的另一个取样端与整流桥堆BD1的V+端连接；
功率电子开关Gl的控制极1与PFC驱动电路3的输出级连接；主控MCU5与过零检测电路 2的输出、电压采样电路4的输出、电流采样电路1的输出及PFC驱动电路3的输入分别连 接； 或者， 市电的火线L与导流二极管D1的阴极、整流桥堆BD1的交流输入端AC1、过零检测 电路2的一个取样点连接；市电的零线N与电流取样电路1的一端连接；电流取样电路1的 另一端和电感器L1的一端、过零检测电路2的取样点相连；电感器L1的另一端与导流二极 管D2的阴极、整流桥堆BD1的AC2端连接；功率电子开关G1的电流输出端3与导流二极管 Dl及D2的阳极连接；功率电子开关Gl的电流流入端2与整流桥堆BD1的V+端、电压采样 电路4的一个取样端连接；电压采样电路4的另一个取样端与整流桥堆BD1的V-端连接； 功率电子开关Gl的控制极1与PFC驱动电路3的输出级连接；主控MCU5与过零检测电路 2的输出、电压采样电路4的输出、电流采样电路1的输出及PFC驱动电路3的输入分别连 接； 或者， 市电的火线L与电感器Ll的一端、过零检测电路2的一个取样点连接；电感器Ll 的另一端与导流二极管Dl的阴极、整流桥堆BD1的交流输入端AC1连接；市电的零线N与 电流取样电路1的一端连接；电流取样电路1的另一端与过零检测电路2的取样点、导流二 极管D2的阴极、整流桥堆BD1的AC2端连接；功率电子开关G1的电流流入端2与整流桥堆 BD1的V+端、电压采样电路4的一个取样端连接；功率电子开关Gl的电流流出端3与导流 二极管Dl及D2的阳极连接；电压采样电路4的另一个取样端与整流桥堆BD1的V-端连接； 功率电子开关Gl的控制极1与PFC驱动电路3的输出级连接；主控MCU5与过零检测电路 2的输出、电压采样电路4的输出、电流采样电路1的输出及PFC驱动电路3的输入分别连 接。 所述主控MCU5中包括AD转换单元AD1和AD2、高级定时器单元定时器3、变宽度 脉冲信号产生单元P丽4。 为适应电源电压的快速变化及负载的快速调整，我们把电路的电压、电流取样电 路的时间常数都设计得比较小。电流采样电路采用峰值检波方式，检波时的时间常数在10 毫秒 500毫秒范围内；电压采样电路采样峰值检波方式，检波时的时间常数10毫秒 500毫秒范围内。这样可以带来一些意外的好处当市电电压发生波动时，部分PFC装置能 够快速反应，及时调节。由于变频空调系统是在快速变化的，特别是压縮机的运行频率根 据空调系统需要变化调整有时是很剧烈的，因此当负载快速变化时，本发明提供的部分PFC 装置调节能够快速的相应。 在时间常数调小以后，为了准确的采样到电压的峰值与电流的峰值，需要在电流 峰值点及电压的峰值点出现的时刻对电流值、电压值进行定时采样，才能准确采到电压与 电流的峰值，具体控制如下。 —种部分PFC装置的控制方法，其特征是当主控MCU5的定时器3接收到过零检测 电路2的过零信号上升或下降沿触发时，定时器3从零开始计时，计时到4. 5毫秒 6毫秒 时，开始打开AD转换单元AD1和AD2对电流峰值Ip及整流后的电压Vdc的电压幅值Vp进行采样，采样电流值记为Iad、电压值记为Vad ; 由于实际的过零检测电路检测到的过零信号为一围绕真实过零点的脉冲方波信 号，其上升沿或下降沿距离真实的过零点存在偏差，同时环境温度及市电电源电压都会影 响这个偏差，所以从过零点触发定时后的4. 5毫秒 6毫秒定时，实际使用的采样定时时刻 结合具体的硬件电路经过测试验证后确定，以能够检测到真实的电流、电压的峰值为目标。
功率因数校正方法是从过零时刻开始到其后的4毫秒范围内，由变宽度脉冲信 号产生单元P丽4产生三个高电平或低电平脉冲信号，通过驱动PFC驱动电路3驱动功率电 子开关Gl闭合三次，给电感器Ll充电储能，在随后的断开期间，电感器Ll通过整流桥堆 BD1向后级放电，实现功率因数校正功能。 由于市电电压是正弦波信号，由正弦函数的特性可知，在0到90度的相位角范围 内，相位角越小，对功率因数的贡献越小，同样在90到180度的相位角范围内，相位角越大 对功率因数的贡献越小；故最关键的是30度相位附近及150角相位附近的电压与电流的相 位关系。为提高30度相位角附近的电压电流的相位的同步性，故本控制方案的控制关键是 第一个脉冲的控制时机与脉冲宽度，同时为确保在150度相位附近时的电流与电压波形相 似性，电感器Ll的电感器量不能太小，根据实验测试结果，当最大负载电流在8A到20A之 间变化时，电感器Ll的电感器值在12mH 25mH为宜。 三次脉冲宽度(t2-tl) 、 (t4-t3)和(t6-t5)由电感器L1的电感器量及Iad和Vpad
确定；针对电感器Ll相同的电感器量，不同的Iad和Vpad对应的三次脉冲宽度(t2_tl)、
(t4-t3)和(t6-t5)及脉冲间距(t3-t2)和(t5-t4)是不同的； 第一个脉冲的关断点t2时刻与电流Iad相关，满足下列公式 t2 = T+IadXn(微秒)， T为固定值；范围在1500 3500，单位微秒，与电感器Ll的电感器量相关；Iad
的单位A ; n为系数，范围在100以内，单位微秒/A，与Iad值的最大值及其对应的实际电流 值相关； 第一个脉冲宽度(t2-tl)是电流Iad与电压Vad的函数，我们根据实际的产品测 试效果建立了一个模糊集M(Iad， Vad， (t2-tlM，通过前次检测的Iad与Vad值，从模糊集 M(Iad，Vad， (t2-tl)}查找到对应确定的(t2-tl)值；
第二与第三个脉冲及其关断时间遵循下列关系
(t4-t2) = 2X (t6-t4)， 即第一脉冲宽度中的关断点t2、第二脉冲宽度中的关断点t4和第三脉冲宽度中 的关断点t6存在(t4-t2) = 2X (t6-t4)的关系， (t4-t2)与电压Vad相关，将Vad的范围(Vpad. min， Vpad. max)分成4档 15档， 每档对应一个确定的(t4-t2)值，(t4-t2)的范围在200微秒 600微秒之间，电压Vad越 高其值越小。 三次脉冲宽度(t2-tl)、 (t4-t3)和(t6-t5)的数值，本发明提供的技术方案中所 采用的方法是使用一个模糊集的控制方式。其原始设计数据是根据本发明的电路原理框图 利用仿真软件进行PFC效果仿真，电流按照2A、2. 5A、3A、3. 5A、……、20A，电压按照150V、 160V、170V、180V、190V、200V、210V、220V、230V、240V、250V、260V的间隔对电感器L1的电感器量、电流lad值对应的电流值、电压Vad对应的电压值进行仿真。
利用上述公式，同时利用下列公式
阔"t)4/v")dt 由于实际的产品中，电感器L1的值是被唯一确定了的，针对固定电感器值的L1， 交流市电输入电压幅值Vp与整流后的电压Vdc的峰值电压Vdcp有如下关系
Vp = Vdcp+ a 。
a :与电流值Ip及电压幅值Vp相关的修正系数，用以补偿电感器Ll上的电压降 及整个回路上所有整流二极管上的压降；此处的整流二极管指的是整流桥堆BD1 ;
仿真时a参与修正运算，这样就有
V(t) = (Vdcp+a )SIN(100 Ji t) 仿真后得到在固定LI电感器值的前提下较高目标功率因数下最佳的Iad值、Vad 值时对应的3次脉冲宽度(t2-tl)、 (t4-t3)、 (t6-t5)的数值，并形成模糊集M(Iad， Vad， (t2-tl)}及对应的(t4-t3) 、 (t6-t5)值供实际控制使用，同时使用实际的电路对仿真结果 进行修正，最终得到实用的模糊集M(Iad， Vad， (t2-tl)}及对应的(t4_t3) 、 (t6_t5)数值表。 为确保不出现过零时刻电流不为零的交越现象，过零点t0时刻与第一个脉冲的 开通时刻tl之间的间隔最小不小于100微秒。 本发明中的部分PFC装置因开关频率较低，在一个市电半波周期内仅斩波数次， 产生的干扰与全有源PFC相比大幅减少，同时由于使用BOOST电路结构，具有电压抬升功 能，使得电压不会明显下降，功率因数在电路参数调整合适时可以做到在O. 95左右，最高 可以调整到0. 99 ;同时器件成本也相对较低。 本发明根据实际产品应用时的最大功率选取适当电感器Ll，仿真后能实现最佳 的功率因数控制，其控制软件编制简单，成本较低，功率因数达到0. 94以上，最高能达到 0. 99，同时输出直流电压相对无源PFC提高很多，并且EMC方面的效果比全有源的PFC好很 多。
图1为本发明第一实施例的工作原理框图。 图2为主控MCU5的工作原理框图 图3为本发明第一实施例的100Hz正弦半波波形图。 图4为本发明第一实施例的调制时序与波形图。 图5为本发明第二实施例的工作原理框图。 图6为本发明第三实施例的工作原理框图。
具体实施例方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。
第一实施例
参见图1-图4， 一种部分PFC装置，包括整流桥堆BD1 、市电、电流采样电路1 、过零 检测电路2、电感器Ll、导流二极管Dl、导流二极管D2、功率电子开关Gl、电压采样电路4、 PFC驱动电路3和主控MCU5。其中，市电的火线L与导流二极管D1的阳极、整流桥堆BD1 的交流输入端AC1、过零检测电路2的一个取样点连接；市电的零线N与电流取样电路1的 一端连接；电流取样电路l的另一端和电感器L1的一端、过零检测电路2的取样点相连；电 感器L1的另一端与导流二极管D2的阳极、整流桥堆BD1的AC2端连接；功率电子开关G1 的电流流入端2与导流二极管Dl及D2的阴极连接；功率电子开关Gl的电流流出端3与整 流桥堆BD1的V-端、电压采样电路4的一个取样端连接；电压采样电路4的另一个取样端 与整流桥堆BD1的V+端连接；功率电子开关Gl的控制极1与PFC驱动电路3的输出级连 接；主控MCU5与过零检测电路2的输出、电压采样电路4的输出、电流采样电路1的输出及 PFC驱动电路3的输入分别连接。 主控MCU5中包括AD转换单元AD1和AD2、高级定时器单元定时器3、变宽度脉冲 信号产生单元P丽4。 电流采样电路采用峰值检波方式，检波的时间常数在100毫秒左右；电压采样电 路采样峰值检波方式，检波的时间常数100毫秒左右；当主控MCU5的定时器3接收到过零 检测电路2的过零信号上升沿触发时，定时器3从零开始计时，计时到5. 5毫秒时，根据实 际产品的测试，在此时电流及电压Vdc达到峰值，开始打开AD转换单元AD1、 AD2对电流峰 值及整流后的电压Vdc的电压峰值进行采样，采样电流值记为Iad、电压值记为Vad。电感 器Ll选取值为20mH，最大工作负载电流为IOA。 当电流峰值达到3A时，启动部分PFC装置的校正功能；当电流峰值低于2A时，退 出部分PFC装置的调节功能。 部分PFC采用三次脉冲调节方式，三次脉冲宽度(t2-tl)、 (t4-t3)和(t6-t5)由
电感器L1的电感量及Iad和Vad确定；针对电感器L1 = 20mH电感量，不同的Iad、Vad对
应的三次脉冲宽度(t2-tl)、 (t4-t3) 、 (t6-t5)及脉冲间距(t3-t2) 、 (t5-t4)是不同的。 第一个脉冲的关断点t2时刻与电流Iad相关，满足下列公式 t2 = 2000+IadX n (微秒)， n为系数，根据实际仿真与调试确定。 第一个脉冲宽度(t2-tl)是电流Iad与电压Vad的函数，我们根据由图1的工作 原理建立起来的部分PFC效果仿真并结合实际的产品测试效果建立了一个模糊集M(Iad， Vad， (t2-tl)}，由确定的Iad， Vad对应一个(t2-tl)值; 实用中，当前的Iad与Vad是在部分PFC装置调节之后才有的，故实用前次检测 的Iad与Vad值，从模糊集M(Iad， Vad， (t2_tl)}查找到对应确定的(t2_tl)值，经过主控 MCU5的处理确定出定时器3的定时时刻tl和t2 ;
第二与第三个脉冲及其关断时间遵循下列关系
(t4-t2) = 2X (t6-t4)， (t4-t2)与电压Vad相关，本例将Vad的范围(Vad. min， Vad. max)分成5档，每档 对应的(t4-t2)值为480微秒、460微秒、440微秒、420微秒和400微秒，电压Vad越高其 值越小。 根据图1的工作原理框图利用仿真软件进行PFC效果仿真，电流按照2A、2. 5A、3A、
83. 5A、......、11A，电压按照150V、160V、170V、180V、190V、200V、210V、220V、230V、240V、250V、
260V的间隔对电感器LI = 20mH、电流lad值对应的电流值、电压Vad对应的电压值进行仿真。 在利用上述公式的同时，利用下列公式
<formula>formula see original document page 9</formula> 交流市电输入电压幅值Vp与整流后的电压Vdc的峰值电压Vdcp有如下关系
Vp = Vdcp+ a 。
a :与电流值Ip及电压幅值Vp相关的修正系数，用以补偿电感器Ll上的电压降 及整个回路上所有整流二极管上的压降；此处的整流二极管指上述的整流桥堆BD1 ;
仿真时a参与修正运算，这样就有
V(t) = (Vdcp+a )SIN(IOO Ji t) 仿真后得到在L1 = 20mH电感值的前提下，较高目标功率因数下lad值、Vad值 时对应的最佳的三次脉冲宽度(t2-tl)、 (t4-t3)、 (t6-t5)的数值，并形成模糊集M(Iad， Vad， (t2-tl)}及对应的(t4-t3)和(t6-t5)值，同时使用实际的电路进行测试，根据测试结 果对仿真结果进行修正，最终得到实用的模糊集M(Iad， Vad， (t2_tl)}及对应的(t4_t3)、 (t6-t5)数值表。 图3中的虚线部分为部分PFC装置的驱动脉冲波形，幅度低一点的方波为过零信 号。如图3及图4所示，功率因数校正的方法是当MCU5检测到过零信号的上升沿以后，判 定为过零时刻t0，启动定时器3计时开始，同时根据前次记录的Iad值及Vad值查找模糊集 M，得到(t2-tl)、 (t4-t3)、 (t6-t5)的值。 从过零时刻tO开始定时器3开始定时，当定时到tl时刻时，变宽度脉冲信号产生 单元P丽4产生一个脉冲宽度为(t2-tl)的驱动脉冲，经过PFC驱动电路3去控制功率电子 开关G1，使功率电子开关G1导通，当此时市电是正半周时，通过导流二极管D1、功率电子开 关G1、整流桥堆BD1的V-端到AC2端对电感器L1进行储能充电；若此时是市电的负半周 时，通过导流二极管D2、功率电子开关Gl、整流桥堆BD1的V-端到AC1端对电感器Ll进行 储能充电；在定时器3计时到t2时刻关断变宽度脉冲信号产生单元P丽4的输出，从而断开 功率电子开关G1，电感器L1中储存的能量通过整流桥堆BD1向后级放电。
如此反复，变宽度脉冲信号产生单元P丽4共产生三个高电平脉冲信号，通过PFC 驱动电路3驱动功率电子开关Gl闭合三次，给电感器Ll充电储能，在随后的断开期间电感 器Ll通过整流桥堆BD1向后级放电，实现功率因数校正功能。 为确保不出现过零时刻电流不为零的交越现象，过零点t0时刻与第一个脉冲的 开通时刻tl之间的间隔最小不小于100微秒。
第二实施例 参见图5和图2-图4，部分PFC装置包括整流桥堆BD1、市电、电流采样电路1、过 零检测电路2、电感器Ll、导流二极管Dl、导流二极管D2、功率电子开关Gl、电压采样电路
4、 PFC驱动电路3和主控MCU5。其中，市电的火线L与导流二极管D1的阴极、整流桥堆BD1 的交流输入端AC1、过零检测电路2的一个取样点连接；市电的零线N与电流取样电路1的一端连接；电流取样电路l的另一端和电感器L1的一端、过零检测电路2的取样点相连；电 感器LI的另一端与导流二极管D2的阴极、整流桥堆BD1的AC2端连接；功率电子开关Gl 的电流输出端3与导流二极管Dl及D2的阳极连接；功率电子开关G1的电流流入端2与整 流桥堆BD1的V+端、电压采样电路4的一个取样端连接；电压采样电路4的另一个取样端 与整流桥堆BD1的V-端连接；功率电子开关Gl的控制极1与PFC驱动电路3的输出级连 接；主控MCU5与过零检测电路2的输出、电压采样电路4的输出、电流采样电路1的输出及 PFC驱动电路3的输入分别连接。
其余未述部分见第一实施例，不再重复。
第三实施例 参见图6和图2-图4，部分PFC装置包括整流桥堆BD1、市电、电流采样电路1、过 零检测电路2、电感器Ll、导流二极管Dl、导流二极管D2、功率电子开关Gl、电压采样电路 4、 PFC驱动电路3和主控MCU5。其中，市电的火线L与电感器L1的一端、过零检测电路2 的一个取样点连接；电感器L1的另一端与导流二极管D1的阴极、整流桥堆BD1的交流输入 端AC1连接；市电的零线N与电流取样电路1的一端连接；电流取样电路1的另一端与过 零检测电路2的取样点、导流二极管D2的阴极、整流桥堆BD1的AC2端连接；功率电子开关 Gl的电流流入端2与整流桥堆BD1的V+端、电压采样电路4的一个取样端连接；功率电子 开关Gl的电流流出端3与导流二极管Dl及D2的阳极连接；电压采样电路4的另一个取样 端与整流桥堆BD1的V-端连接；功率电子开关Gl的控制极1与PFC驱动电路3的输出级 连接；主控MCU5与过零检测电路2的输出、电压采样电路4的输出、电流采样电路1的输出 及PFC驱动电路3的输入分别连接。
其余未述部分见第一实施例，不再重复。
10
权利要求
一种部分PFC装置，包括整流桥堆BD1和市电，其特征是还包括电流采样电路1、过零检测电路2、电感器L1、导流二极管D1、导流二极管D2、功率电子开关G1、电压采样电路4、PFC驱动电路3和主控MCU5；其中，市电的火线L与导流二极管D1的阳极、整流桥堆BD1的交流输入端AC1、过零检测电路2的一个取样点连接；市电的零线N与电流取样电路1的一端连接；电流取样电路1的另一端和电感器L1的一端、过零检测电路2的取样点相连；电感器L1的另一端与导流二极管D2的阳极、整流桥堆BD1的AC2端连接；功率电子开关G1的电流流入端2与导流二极管D1及D2的阴极连接；功率电子开关G1的电流流出端3与整流桥堆BD1的V-端、电压采样电路4的一个取样端连接；电压采样电路4的另一个取样端与整流桥堆BD1的V+端连接；功率电子开关G1的控制极1与PFC驱动电路3的输出级连接；主控MCU5与过零检测电路2的输出、电压采样电路4的输出、电流采样电路1的输出及PFC驱动电路3的输入分别连接；或者，市电的火线L与导流二极管D1的阴极、整流桥堆BD1的交流输入端AC1、过零检测电路2的一个取样点连接；市电的零线N与电流取样电路1的一端连接；电流取样电路1的另一端和电感器L1的一端、过零检测电路2的取样点相连；电感器L1的另一端与导流二极管D2的阴极、整流桥堆BD1的AC2端连接；功率电子开关G1的电流输出端3与导流二极管D1及D2的阳极连接；功率电子开关G1的电流流入端2与整流桥堆BD1的V+端、电压采样电路4的一个取样端连接；电压采样电路4的另一个取样端与整流桥堆BD1的V-端连接；功率电子开关G1的控制极1与PFC驱动电路3的输出级连接；主控MCU5与过零检测电路2的输出、电压采样电路4的输出、电流采样电路1的输出及PFC驱动电路3的输入分别连接；或者，市电的火线L与电感器L1的一端、过零检测电路2的一个取样点连接；电感器L1的另一端与导流二极管D1的阴极、整流桥堆BD1的交流输入端AC1连接；市电的零线N与电流取样电路1的一端连接；电流取样电路1的另一端与过零检测电路2的取样点、导流二极管D2的阴极、整流桥堆BD1的AC2端连接；功率电子开关G1的电流流入端2与整流桥堆BD1的V+端、电压采样电路4的一个取样端连接；功率电子开关G1的电流流出端3与导流二极管D1及D2的阳极连接；电压采样电路4的另一个取样端与整流桥堆BD1的V-端连接；功率电子开关G1的控制极1与PFC驱动电路3的输出级连接；主控MCU5与过零检测电路2的输出、电压采样电路4的输出、电流采样电路1的输出及PFC驱动电路3的输入分别连接。
2. 根据权利要求1所述的部分PFC装置，其特征是所述主控MCU5中包括AD转换单元AD1和AD2、高级定时器单元定时器3、变宽度脉冲信号产生单元P丽4 ;电流采样电路采用峰值检波方式，检波时的时间常数在10毫秒 500毫秒范围内；电压采样电路采样峰值检波方式，检波时的时间常数10毫秒 500毫秒范围内。
3. —种如权利要求1所述的部分PFC装置的控制方法，其特征是当主控MCU5的定时器3接收到过零检测电路2的过零信号上升或下降沿触发时，定时器3从零开始计时，计时到[4. 5毫秒 6毫秒时，开始打开AD转换单元AD1和AD2对电流峰值Ip及整流后的电压Vdc的电压幅值Vp进行采样，采样电流值记为Iad、电压值记为Vad ;功率因数校正方法是从过零时刻开始到其后的4毫秒范围内，由变宽度脉冲信号产生单元P丽4产生三个高电平或低电平脉冲信号，通过PFC驱动电路3驱动功率电子开关Gl闭合三次，给电感器Ll充电储能，在随后的断开期间，电感器LI通过整流桥堆BD1向后级放电，实现功率因数校正功能；三次脉冲宽度(t2-tl)、 (t4-t3)和(t6-t5)由电感器L1的电感器量及Iad和Vpad确定；针对电感器Ll相同的电感器量，不同的lad和Vpad对应的三次脉冲宽度(t2_tl)、(t4-t3)和(t6-t5)及脉冲间距(t3-t2)和(t5-t4)是不同的；第一个脉冲的关断点t2时刻与电流Iad相关，满足下列公式<formula>formula see original document page 3</formula> (微秒)，T为固定值；范围在1500 3500，单位微秒，与电感器Ll的电感器量相关；Iad的单位A;n为系数，范围在100以内，单位微秒/A，与lad值的最大值及其对应的实际电流值相关；第一个脉冲的宽度(t2-tl)是电流Iad与电压Vad的函数，我们根据实际的产品测试效果建立了一个模糊集M(Iad， Vad， (t2-tlM，通过前次检测的lad与Vad值，从模糊集M(Iad，Vad， (t2_tl)}查找到对应确定的(t2_tl)值；第二与第三个脉冲及其关断时间遵循下列关系<formula>formula see original document page 3</formula>第一脉冲宽度中的关断点t2、第二脉冲宽度中的关断点t4和第三脉冲宽度中的关断点t6存在<formula>formula see original document page 3</formula>的关系，(t4-t2)与电压Vad相关，将Vad的范围(Vpad. min， Vpad. max)分成4档 15档，每档对应一个确定的(t4-t2)值，(t4-t2)的范围在200微秒 600微秒之间，电压Vad越高其值越小。
4.根据权利要求3所述的部分PFC装置的控制方法，其特征是为确保不出现过零时刻电流不为零的交越现象，过零点t0时刻与第一个脉冲的开通时刻tl之间的间隔最小不小于100微秒。
全文摘要
一种部分PFC装置及其控制方法，部分PFC装置包括整流桥堆BD1和市电，其特征是还包括电流采样电路1、过零检测电路2、电感器L1、导流二极管D1、导流二极管D2、功率电子开关G1、电压采样电路4、PFC驱动电路3和主控MCU5；其中，市电的火线L与导流二极管D1的阳极、整流桥堆BD1的交流输入端AC1、过零检测电路2的一个取样点连接；市电的零线N与电流取样电路1的一端连接；电流取样电路1的另一端和电感器L1的一端、过零检测电路2的取样点相连。本发明具有结构简单合理、操作灵活、进行部分PFC控制、有效降低EMC问题、成本低，功率因数高、并能提高输出的直流电压。
文档编号H02M1/42GK101789685SQ20101012167
公开日2010年7月28日 申请日期2010年3月4日 优先权日2010年3月4日
发明者王斌 申请人:广东美的电器股份有限公司