CN103746569A - 一种高功率因数恒压、恒流程控开关电源及供电方法 - Google Patents
一种高功率因数恒压、恒流程控开关电源及供电方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103746569A CN103746569A CN201410029437.8A CN201410029437A CN103746569A CN 103746569 A CN103746569 A CN 103746569A CN 201410029437 A CN201410029437 A CN 201410029437A CN 103746569 A CN103746569 A CN 103746569A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- power supply
- output
- current
- voltage
- signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Rectifiers (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
本发明涉及一种高功率因数恒压、恒流程控开关电源及供电方法，包括单片机控制单元，其特征在于：还包括功率因数校正电路、高频变换器、整流滤波电路，交流电源接功率因数校正电路输入端，功率因数校正电路的输出端接高频变换器输入端，高频变换器的控制端接单片机控制单元的PWM信号或PFW信号端，高频变换器的输出端接整流滤波电路，整流滤波电路的输出端即开关电源输出端接负载；开关电源电压输出信号采集端和开关电源电流输出信号采集端接单片机控制单元输入端。
Description
技术领域
本发明涉及一种高功率因数恒压、恒流程控开关电源及供电方法。
背景技术
随着信息化、工业化进程加快，各种二次电源应运而生，二次能源的使用中仍然有许多地方存在使用效率低、功能单一和对电网有污染的可调节直流线性电源的情况，这种可调节直流线性电源在使用时，它比同样数量级开关电源将要多耗费一倍的电功率，且这种电源由于电源电路简单，没有采用功率因数校正电路，在电源工作时会产生奇次谐波，奇次谐波将对电网产生谐波污染或引入干扰。
电源是各种电子设备的心脏部分，其质量好坏直接影响着电子设备的可靠性能，设备故障的百分之六十来之于电源。因此，电源越来越受到人们的重视。现代电子产品使用的电源一般有开关稳压电源和线性稳压电源两大类。线性稳压电源，就是其调整管工作在线性放大区，这种稳压电源的缺点是变换效率低，一般只有35%--60%；开关稳压电源的调整管工作在开关状态，主要的优越性就是变换效率高，可达70%--95%。因此，目前空间技术、计算机、通信、雷达、电视及家用电器多采用开关稳压电源。
现有技术中，直流开关电源大部分是输出电压固定,或调节范围小；虽然有通过采用可控硅元件改变电网输入电压或利用继电器采用改变高频变压器匝数的方法实现了开关电源输出电压宽范围可调，但是这些方法不仅增加了电路的复杂程度，也将会在电源工作时，产生谐波干扰或加重对工作电路产生电磁干扰信号，影响电源可靠性。目前，可调开关电源几乎都采用电位器调节电压输出，调节精度不够可靠，易产生输出跳变，使开关电源的质量得不到保证。传统的AC／DC变换采用二极管全桥整流，输出端直接接大容量电容滤波器，造成交流电源输入电流中含有大量谐波。谐波电流对电网有严重的危害，不仅会使电网电压发生畸变，也会浪费大量的电能。
发明内容
本发明目的在于提供一种高功率因数恒压、恒流程控开关电源，电路设计简单合理，输出调节范围大，并能有效减少电源对电网的干扰。
基于同一发明构思，本发明目具有两个独立的技术方案：
1.一种高功率因数恒压、恒流程控开关电源，包括单片机控制单元，其特征在于：包括功率因数校正电路、高频变换器、整流滤波电路，交流电源接功率因数校正电路输入端，功率因数校正电路的输出端接高频变换器输入端，高频变换器的控制端接单片机控制单元的PWM信号或PFW信号端，高频变换器的输出端接整流滤波电路，整流滤波电路的输出端即开关电源输出端接负载；开关电源电压输出信号采集端和开关电源电流输出信号采集端接单片机控制单元输入端。
单片机控制单元外接有按键，用于对开关电源恒压模式和恒流模式进行切换，用于对开关电源输出电压值和电流值进行设定。
高频变换器包括由功率开关管构成的半桥电路和高频变压器，半桥电路功率开关管的控制端接单片机控制单元的PWM信号或PFW信号端，半桥电路的输出端接高频变压器，高频变压器的输出端接整流滤波电路。
功率因数校正电路采用的是，基于单周期控制的电流连续型Boost有源功率因数校正电路。
单片机控制单元外接有显示器。
2.一种利用上述高功率因数恒压、恒流程控开关电源的供电方法，其特征在于：交流电压通过功率因数校正电路转换为直流电压，直流电压输入至高频变换器，高频变换器输出高频方波信号，高频方波信号输入至整流滤波电路；整流滤波电路输出的电压信号和电流信号即开关电源的输出电压信号和输出电流信号，输入至单片机控制单元，单片机控制单元根据采集的电压信号、电流信号调整输出的PMW信号，实现对高频变换器输出信号的控制，继而实现开关电源恒压输出或恒流输出控制。
单片机控制单元外接有按键，通过外设键盘的选择对开关电源恒压模式和恒流模式进行切换，并对开关电源输出电压或电流值进行设定。
当开关电源输出电压超过额定电压10%时，单片机控制单元自动关断控制信号输出，同时产生报警提示，实现过压保护；当开关电源输出电流大于额定电流10%时，单片机控制单元自动关断控制信号输出，同时产生报警提示，实现过流保护。
本发明具有的有益效果：
本发明交流电压通过功率因数校正电路转换为直流电压，直流电压输入至高频变换器，高频变换器输出高频方波信号，高频方波信号经整流滤波后输出稳定的电压或电流信号，电路结构设计简单合理，校正后开关电源功率因数可达0.98—0.99，能够有效减少电源对电网的干扰。
本发明单片机控制单元通过软件编程来实现PFM信号（输出PWM信号）输出，从而实现了对开关电源输出信号的恒压或恒流控制，输出电压或输出恒流电流具有更宽的调节范围。输出电压:(1.0～额定值）1.0V—30V程控可调，输出电流(0.1～额定值）0.1A—3.0A程控可调。
本发明单片机控制单元外接有按键，单片机控制外接按键实现开关电源恒压模式和恒流模式的切换，并对开关电源输出电压或恒流电流值进行设定，即工作电源可工作恒压模式或恒流模式。本发明可通过显示屏显示电压、电流的大小，同时还具有过压保护、过流保护等功能。
附图说明
图1是本发明的电路原理框图；
图2是本发明电源控制流程图。
具体实施方式
如图1所示，交流电源（市电220V）接功率因数校正电路输入端，功率因数校正电路的输出端接高频变换器输入端，高频变换器的控制端接单片机控制单元的PWM信号或PFW信号输出端，高频变换器的输出端接整流滤波电路，整流滤波电路的输出端即开关电源输出端接负载；开关电源电压输出信号采集端(电压检测电路输出端)和开关电源电流输出信号采集端（电流检测电路输出端）接单片机控制单元的输入端。单片机控制单元外接有按键，用于对开关电源恒压模式和恒流模式进行切换，用于对开关电源输出电压值和电流值进行设定，单片机控制单元外接有显示器。实施时，高频变换器包括由功率开关管构成的半桥电路和高频变压器，半桥电路功率开关管的控制端接单片机控制单元的PWM信号或PFW信号输出端，半桥电路的输出端接高频变压器，高频变压器的输出端接整流滤波电路。功率因数校正电路采用的是，基于单周期控制的电流连续型Boost有源功率因数校正电路。
首先，通过功率因数校正电路将市电220V交流电压转换成直流电压；然后，利用单片机控制单元产生PFM或PWM信号控制半桥电路功率开关管导通和关断，将直流电压转化成高频方波，通过高频变压器改变高频脉冲的伏值，再经整流滤波得到稳定的电压或电流输出，从而实现DC-DC变换。单片机控制单元进行输出控制时，单片机控制单元根据采集的电压信号、电流信号进行运算，根据运算结果调整输出调制脉冲的宽度，电压过高，PWM信号脉宽减少；反之增加，从而起到稳定输出电压的作用。开关电源输出电压为连续可调，开关电源每级0.1v的输出电压调节和每级0.1A的输出电流调节。
单片机控制单元通过外设按键实现对开关电源恒压模式和恒流模式进行切换，并对开关电源输出电压或电流值进行设定，显示屏对工作状态进行显示。当开关电源输出电压超过额定电压10%时，单片机控制单元自动关断控制信号输出，同时产生报警提示，实现过压保护；当开关电源输出电流大于额定电流10%时，单片机控制单元自动关断控制信号输出，同时产生报警提示，实现过流保护。
Claims (8)
1.一种高功率因数恒压、恒流程控开关电源，包括单片机控制单元，其特征在于：包括功率因数校正电路、高频变换器、整流滤波电路，交流电源接功率因数校正电路输入端，功率因数校正电路的输出端接高频变换器输入端，高频变换器的控制端接单片机控制单元的PWM信号或PFW信号端，高频变换器的输出端接整流滤波电路，整流滤波电路的输出端即开关电源输出端接负载；开关电源电压输出信号采集端和开关电源电流输出信号采集端接单片机控制单元输入端。
2.根据权利要求1所述的高功率因数恒压、恒流程控开关电源，其特征在于：单片机控制单元外接有按键，用于对开关电源恒压模式和恒流模式进行切换，用于对开关电源输出电压值和电流值进行设定。
3.根据权利要求2所述的高功率因数恒压、恒流程控开关电源，其特征在于：高频变换器包括由功率开关管构成的半桥电路和高频变压器，半桥电路功率开关管的控制端接单片机控制单元的PWM信号或PFW信号端，半桥电路的输出端接高频变压器，高频变压器的输出端接整流滤波电路。
4.根据权利要求3所述的高功率因数恒压、恒流程控开关电源，其特征在于：功率因数校正电路采用的是，基于单周期控制的电流连续型Boost有源功率因数校正电路。
5.根据权利要求4所述的高功率因数恒压、恒流程控开关电源，其特征在于：单片机控制单元外接有显示器。
6.一种利用权利要求1所述高功率因数恒压、恒流程控开关电源的供电方法，其特征在于：交流电压通过功率因数校正电路转换为直流电压，直流电压输入至高频变换器，高频变换器输出高频方波信号，高频方波信号输入至整流滤波电路；整流滤波电路输出的电压信号和电流信号即开关电源的输出电压信号和输出电流信号，输入至单片机控制单元，单片机控制单元根据采集的电压信号、电流信号调整输出的PMW信号，实现对高频变换器输出信号的控制，继而实现开关电源恒压输出或恒流输出控制。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：单片机控制单元外接有按键，通过外设键盘的选择对开关电源恒压模式和恒流模式进行切换，并对开关电源输出电压或电流值进行设定。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：当开关电源输出电压超过额定电压10%时，单片机控制单元自动关断控制信号输出，同时产生报警提示，实现过压保护；当开关电源输出电流大于额定电流10%时，单片机控制单元自动关断控制信号输出，同时产生报警提示，实现过流保护。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410029437.8A CN103746569A (zh) | 2014-01-22 | 2014-01-22 | 一种高功率因数恒压、恒流程控开关电源及供电方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410029437.8A CN103746569A (zh) | 2014-01-22 | 2014-01-22 | 一种高功率因数恒压、恒流程控开关电源及供电方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103746569A true CN103746569A (zh) | 2014-04-23 |
Family
ID=50503572
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410029437.8A Pending CN103746569A (zh) | 2014-01-22 | 2014-01-22 | 一种高功率因数恒压、恒流程控开关电源及供电方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103746569A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107357346A (zh) * | 2017-08-24 | 2017-11-17 | 上海乾丰新能源科技有限公司 | 一种信号灯程控补偿程控恒流电源 |
| CN107797498A (zh) * | 2017-11-27 | 2018-03-13 | 国网辽宁省电力有限公司葫芦岛供电公司 | 机器人用程控电源变换器 |
| CN109617389A (zh) * | 2019-01-28 | 2019-04-12 | 湖南晟和电源科技有限公司 | I型专变高功率因数电源电路、供电方法及其计量仪表 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102647006A (zh) * | 2012-04-20 | 2012-08-22 | 湖北点元电子信息技术有限公司 | 纯电动汽车锂电池充电装置 |
-
2014
- 2014-01-22 CN CN201410029437.8A patent/CN103746569A/zh active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102647006A (zh) * | 2012-04-20 | 2012-08-22 | 湖北点元电子信息技术有限公司 | 纯电动汽车锂电池充电装置 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 芦守平等: "基于单片机控制的程控开关电源研究", 《电子技术与应用》 * |
| 芦守平等: "基于单片机程控恒压、恒流开关电源的研究", 《中国电源学会第十九届学术年会论文集》 * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107357346A (zh) * | 2017-08-24 | 2017-11-17 | 上海乾丰新能源科技有限公司 | 一种信号灯程控补偿程控恒流电源 |
| CN107797498A (zh) * | 2017-11-27 | 2018-03-13 | 国网辽宁省电力有限公司葫芦岛供电公司 | 机器人用程控电源变换器 |
| CN109617389A (zh) * | 2019-01-28 | 2019-04-12 | 湖南晟和电源科技有限公司 | I型专变高功率因数电源电路、供电方法及其计量仪表 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU2015100179A4 (en) | A battery charger with power factor correction | |
| CN101789684B (zh) | 一种功率因数校正器 | |
| WO2021253876A1 (zh) | 光伏快速关断***的控制方法及其应用装置和*** | |
| CN108418422B (zh) | 兼容单相、三相输入的供电*** | |
| CN105553249A (zh) | 宽电压范围低电压应力电流注入型三相功率因数校正电路 | |
| JP2023052955A (ja) | 運転制御方法、回路、家電機器及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体 | |
| CN103716952B (zh) | 一种led开关电源及其控制方法 | |
| CN209787041U (zh) | 一种三相升降压型pfc整流电路 | |
| CN103746569A (zh) | 一种高功率因数恒压、恒流程控开关电源及供电方法 | |
| CN102780409A (zh) | 单位功率因数升降压电路 | |
| CN202059334U (zh) | 一种恒功率输出磁控溅射镀膜电源 | |
| CN201956905U (zh) | 用于风力发电变流***的直流升压变换装置 | |
| CN104753335A (zh) | 一种二次型Buck功率因数校正变换器 | |
| CN116961400A (zh) | 无输入二极管的高效无桥降压型pfc变换器 | |
| Baharom et al. | Computer simulation model and performance analysis of high power factor three-phase AC-DC current injection hybrid resonant converter | |
| CN203562977U (zh) | Buck-Boost型拓扑结构的光伏逆变电源 | |
| CN203301359U (zh) | 一种有源pfc电路 | |
| CN102769394A (zh) | 单相可控整流电路 | |
| CN201900045U (zh) | 电除尘器三相中频直流高压电源 | |
| CN102983731A (zh) | 一种以单片机控制的开关电源 | |
| CN202617030U (zh) | 带隔离变压器的多电平光伏并网逆变器 | |
| Tao et al. | Research on a novel three-phase single-stage boost DCM PFC topology and the dead zone of its input current | |
| Chao et al. | Design and control of a novel module integrated converter with power pulsation decoupling for photovoltaic system | |
| CN203967997U (zh) | 一种新型开关电源装置 | |
| CN205407571U (zh) | 开关电源的控制电路 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20140423 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |