一種有源諧波抑制機構(gòu)制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及諧波抑制技術(shù)領(lǐng)域，是一種有源諧波抑制機構(gòu)。特征是：它包括整流電路、升壓電感、開關(guān)控制電路、續(xù)流二極管、穩(wěn)壓電容、過壓/過流保護電路和信號電源電路；交流電與整流電路的輸入端導通，整流電路的輸出端依次與升壓電感、續(xù)流二極管和穩(wěn)壓電容導通并構(gòu)成主回路；功率因數(shù)校正控制器內(nèi)部集成有開關(guān)控制電路和過壓/過流保護電路，開關(guān)控制電路控制功率因數(shù)校正控制器的開關(guān)管的閉合與斷開；功率因數(shù)校正控制器與主回路導通，并在整流電路輸出端進行電壓采樣，在穩(wěn)壓電容處進行電壓和電流采樣；信號電源電路分別與主回路的升壓電感和功率因數(shù)校正控制器導通。它適用于中小功率電子設(shè)備的諧波抑制。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及諧波抑制
，是一種有源諧波抑制機構(gòu)。
技術(shù)介紹
隨著科學技術(shù)的發(fā)展，電子設(shè)備已廣泛應用于各個領(lǐng)域，而對其功耗的要求越來越嚴格。為了獲得穩(wěn)定的直流前級電壓，電源模塊中的交直流轉(zhuǎn)換電路目前大都采 用二極管橋式整流接大容量濾波的電路，近年來隨著這類裝置應用越來越廣泛，對電網(wǎng)的諧波污染也越來越嚴重。然而長期以來，人們只是注重于輸出性能的提高，對于輸入側(cè)諧波污染問題不夠重視，為了獲得穩(wěn)定的直流前級電源，電容容量的選取偏大，使得輸入電流畸變嚴重，給電網(wǎng)帶來巨大的諧波污染。同時，當電源設(shè)備中產(chǎn)生的高次諧波通過電源線或附加的公共線傳輸?shù)较到y(tǒng)的其他部分或其他裝置，會引起電子設(shè)備的錯誤操作，從而大大降低電子設(shè)備的操作可靠性和穩(wěn)定性。因此必須抑制電源電路中所產(chǎn)生的諧波，然而通常使用的無源功率因數(shù)矯正方法效率較低，無源低通濾波器的作用范圍也很難對整流電路引起的電流波形畸變及也KHz級別的開關(guān)電源頻率發(fā)揮很好的效果，故必須提出一種有源諧波濾波裝置來解決上述問題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是提供一種有源諧波抑制機構(gòu)，適用于中小功率電子設(shè)備的諧波抑制，特別是針對GJB151—97A中CElOl測試頻段的諧波進行有效抑制，同時滿足整理濾波后輸出電壓波動小的要求。本專利技術(shù)的技術(shù)方案是一種有源諧波抑制機構(gòu)，它基于BOOST拓撲，采用平均電流型控制方法，同時使用功率因數(shù)校正控制器，其特征是它包括整流電路、升壓電感、開關(guān)控制電路、續(xù)流二極管、穩(wěn)壓電容、過壓/過流保護電路和信號電源電路；交流電與整流電路的輸入端導通，整流電路的輸出端依次與升壓電感、續(xù)流二極管和穩(wěn)壓電容導通并構(gòu)成主回路；功率因數(shù)校正控制器內(nèi)部集成有開關(guān)控制電路和過壓/過流保護電路，開關(guān)控制電路控制功率因數(shù)校正控制器的開關(guān)管的閉合與斷開；功率因數(shù)校正控制器與主回路導通，并在整流電路輸出端進行電壓采樣，在穩(wěn)壓電容處進行電壓和電流采樣；信號電源電路分別與主回路的升壓電感和功率因數(shù)校正控制器導通。所述的整流電路是由四只整流二極管組合導通構(gòu)成的橋式整流電路。所述的開關(guān)控制電路是由電壓采樣與乘法比較運算器導通，由CMOS管柵極控制功率因數(shù)校正控制器的開關(guān)管的閉合與斷開。所述的過壓/過流保護電路實時監(jiān)控主回路電流值和分壓電壓與基準電壓的比較結(jié)果，當任意一條件超過標準時，過壓/過流保護電路都能控制電路停止工作。所述的信號電源電路是采用變壓器原理在升壓電感上繞制的線束，經(jīng)過RC延時電路充電啟動開關(guān)控制電路，并能通過“電能一磁能一電能”轉(zhuǎn)換得到開關(guān)控制電路及過壓/過流保護電路的Vcc工作電壓。這種有源諧波抑制裝置的工作頻段是30KHz至150KHZ。本專利技術(shù)的特點是使用開關(guān)控制電路，同時開關(guān)控制電路的開關(guān)頻率遠大于工頻，相對于無源PFC電路而言，這種有源諧波抑制裝置可以做到體積小、重量輕、功率因數(shù)值較高，THD低，輸入電壓范圍廣，輸出電壓也可以受控且保持恒定。附圖說明下面將結(jié)合實施例對本專利技術(shù)作進一步的說明 圖I是未采用APFC技術(shù)時的整流濾波電路及等效諧波電壓源示意 圖2是有源諧波抑制裝置的電路示意 圖3是有源諧波抑制裝置工作狀態(tài)下，電流連續(xù)導通模式平均電流控制法的波形示意 圖。圖中1、整流電路；2、升壓電感；3、開關(guān)控制電路；4、續(xù)流二極管；5、穩(wěn)壓電容；6、過壓/過流保護電路；7、信號電源電路。具體實施例方式如圖I所示，在未采用APFC技術(shù)時的整流濾波電路及等效諧波電壓源中，為了獲得穩(wěn)定的直流前級電壓，電源模塊中的交直流轉(zhuǎn)換電路目前大都采用二極管橋式整流接大容量濾波的電路。然而長期以來，人們只是注重于輸出性能的提高，對于輸入側(cè)諧波污染問題不夠重視，為了獲得穩(wěn)定的直流前級電源，電容容量的選取偏大，使得輸入電流畸變嚴重，給電網(wǎng)帶來巨大的諧波污染。同時，無源功率因數(shù)矯正方法效率較低，無源低通濾波器的作用范圍也很難對整流電路引起的電流波形畸變及也KHz級別的開關(guān)電源頻率發(fā)揮很好的效果。如圖2所示，一種有源諧波抑制機構(gòu)，它基于BOOST拓撲，采用平均電流型控制方法和APFC技術(shù)，同時使用功率因數(shù)校正控制器來實現(xiàn)。它包括整流電路I、升壓電感2、開關(guān)控制電路3、續(xù)流二極管4、穩(wěn)壓電容5、過壓/過流保護電路6和信號電源電路7。其中，整流電路I是由四只整流二極管組合導通構(gòu)成的橋式整流電路。整流電路I的輸入端直接與交流電導通，整流電路I的輸出端依次與升壓電感2、續(xù)流二極管4和穩(wěn)壓電容5導通并構(gòu)成主回路。功率因數(shù)校正控制器內(nèi)部集成了開關(guān)控制電路3和過壓/過流保護電路6。開關(guān)控制電路3是由電壓采樣與乘法比較運算器導通，由CMOS管柵極驅(qū)動電壓控制功率因數(shù)校正控制器的開關(guān)管的閉合與斷開。功率因數(shù)校正控制器與主回路導通，并在整流電路I輸出端進行電壓采樣，在穩(wěn)壓電容5處進行電壓和電流采樣。過壓/過流保護電路6實時監(jiān)控主回路電流值和分壓電壓與基準電壓的比較結(jié)果，當任意一條件超過標準時，過壓/過流保護電路6都能控制電路停止工作。信號電源電路7采用變壓器原理在升壓電感2上繞制的線束，經(jīng)過RC延時電路與功率因數(shù)校正控制器導通。信號電源電路7經(jīng)過RC延時電路充電啟動開關(guān)控制電路3，并能通過“電能一磁能一電能”轉(zhuǎn)換得到開關(guān)控制電路3及過壓/過流保護電路6的Vcc工作電壓。升壓電感2在開關(guān)管斷開時將電能轉(zhuǎn)化為磁能進行儲能，在開關(guān)管閉合時將儲存磁能轉(zhuǎn)化為電能釋放提供給后端負載，起到能量的傳遞功能同時維持BOOST電路的升壓狀態(tài)。 穩(wěn)壓電容5在開關(guān)管斷開后，起到穩(wěn)定電壓和電流續(xù)流作用。續(xù)流二極管4保證在升壓電感端電壓高于穩(wěn)壓電容端時電流流向正常，當升壓電感端電壓低于穩(wěn)壓電容端時，二極管反向截止阻值反向電流形成。這種有源諧波抑制裝置的工作頻段是30KHz至150KHZ。工作時，工頻交流電經(jīng)整流電路I整流，電流進入升壓電感2儲能并經(jīng)過續(xù)流二極管4給穩(wěn)壓電容5充電并進入負載，同時信號電源電路7通過RC電路第一次啟動開關(guān)控制電路3，開關(guān)控制電路3對整流后波形進行采樣。當采樣電壓超過瞬時基準電壓時開關(guān)控制電路3控制開關(guān)管閉合，使升壓電感2后端主回路斷路，穩(wěn)壓電容5為負載續(xù)流同時續(xù)流二極管4保證穩(wěn)壓電容5到開關(guān)管漏極不產(chǎn)生反向電流。當采樣電壓低于瞬時基準電壓時開關(guān)控制電路3控制開關(guān)管斷開，使升壓電感2后端與主回路接通，續(xù)流二極管4導通升壓電感2釋放上階段儲能，穩(wěn)壓電容5充電，依次反復保證有源諧波抑制裝置輸出一穩(wěn)定電壓，同時輸入電流波形跟隨電壓波形，如圖3所示。在此過程中信號電源電路7通過變壓器原理不停給功率因數(shù)校正控制器提供電源，并且過壓/過流保護電路6實時監(jiān)視輸出電壓分壓值及主回路電流值在采樣電阻上產(chǎn)生的電壓值，保證裝置工作正常。本實施例沒有詳細敘述的部件和結(jié)構(gòu)屬本行業(yè)的公知部件和常用結(jié)構(gòu)或常用手段，這里不一一敘述。權(quán)利要求1.一種有源諧波抑制機構(gòu)，它基于BOOST拓撲，采用平均電流型控制方法，同時使用功率因數(shù)校正控制器，其特征是它包括整流電路(I)、升壓電感(2)、開關(guān)控制電路(3)、續(xù)流二極管(4)、穩(wěn)壓電容(5)、過壓/過流保護電路(6)和信號電源電路(7);交流電與整流電路(I)的輸入端導通，整流電路(I)的輸出端依次與升壓電感(2)、續(xù)流二極管(4)和穩(wěn)壓電容(5)導通并構(gòu)成主回路；功率因數(shù)校正控制器內(nèi)部集成本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種有源諧波抑制機構(gòu)，它基于BOOST拓撲，采用平均電流型控制方法，同時使用功率因數(shù)校正控制器，其特征是：它包括整流電路（1）、升壓電感（2）、開關(guān)控制電路（3）、續(xù)流二極管（4）、穩(wěn)壓電容（5）、過壓/過流保護電路（6）和信號電源電路（7）；交流電與整流電路（1）的輸入端導通，整流電路（1）的輸出端依次與升壓電感（2）、續(xù)流二極管（4）和穩(wěn)壓電容（5）導通并構(gòu)成主回路；功率因數(shù)校正控制器內(nèi)部集成有開關(guān)控制電路（3）和過壓/過流保護電路（6），開關(guān)控制電路（3）控制功率因數(shù)校正控制器的開關(guān)管的閉合與斷開；功率因數(shù)校正控制器與主回路導通，并在整流電路（1）輸出端進行電壓采樣，在穩(wěn)壓電容（5）處進行電壓和電流采樣；信號電源電路（7）分別與主回路的升壓電感（2）和功率因數(shù)校正控制器導通。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：宋博，
申請(專利權(quán))人：西安開容電子技術(shù)有限責任公司，
類型：發(fā)明
國別省市：