CN108270350A - 一种pfc电路的启动控制装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种PFC电路的启动控制装置及方法，PFC电路的启动控制装置可检测PFC电路的输出电压；若确定所述PFC电路的输出电压值低于设定的输出电压目标值，则对所述PFC电路的输入电流进行限流；若确定所述PFC电路的输出电压值不低于设定的输出电压目标值，则终止对所述PFC电路的输入电流进行限流。也就是说，在PFC电路的输出电压升压至设定的输出电压目标值之前，PFC电路的启动控制装置一直对PFC电路的输入电流进行限流，可避免由于PFC电路的输出电压与输入电压存在较大的电压差值导致的启动电流过大、电路过热的问题；即便电源波动出现短时高压，PFC电路中也不会出现冲击电流，确保了PFC电路的安全性和可靠性。

Description

一种PFC电路的启动控制装置及方法

技术领域

本发明涉及电源技术领域，尤其涉及一种PFC电路的启动控制装置及方法。

背景技术

PFC(Power Factor Correction，功率因数校正)是有效功率与总耗电量(视在功率)的比值，可以用来衡量电力被有效利用的程度，功率因数的值越大，电力利用率越高。数字电源中的PFC电路通过控制开关器件使得输入电流波形跟随输入电压波形以提高数字电源的功率因数，从而减小功率交换的损失。

但是，数字电源中的PFC电路，特别对于具有升压功能的PFC电路在启动过程中，存在启动电流较大，出现过热现象的问题，严重时甚至会烧毁元器件，降低了PFC电路和数字电源的可靠性。

发明内容

本发明实施例提供了一种PFC电路的启动控制装置及方法，用以解决现有的PFC电路启动电流较大导致的可靠性低的问题。

本发明实施例提供了一种PFC电路的启动控制装置，所述PFC电路的启动控制装置包括检测模块、控制模块和过流保护模块，其中：

所述检测模块，用于检测PFC电路的输出电压；

所述控制模块，用于确定所述PFC电路的输出电压值低于设定的输出电压目标值时，向所述过流保护模块输出第一控制信号；确定所述PFC电路的输出电压值不低于设定的输出电压目标值时，向所述过流保护模块输出第二控制信号；

所述过流保护模块，与电源的输出端口以及所述PFC电路的输入端口分别相连，用于在接收到所述第一控制信号时，对所述PFC电路的输入电流进行限流，在接收到所述第二控制信号时，终止对所述PFC电路的输入电流进行限流。

相应地，本发明实施例还提供了一种PFC电路，包括上述PFC电路的启动控制装置。

相应地，本发明实施例还提供了一种PFC电路的启动控制方法，所述方法包括：

PFC电路的启动控制装置检测PFC电路的输出电压；

若确定所述PFC电路的输出电压值低于设定的输出电压目标值，则对所述PFC电路的输入电流进行限流；若确定所述PFC电路的输出电压值不低于设定的输出电压目标值，则终止对所述PFC电路的输入电流进行限流。

本发明有益效果如下：

本发明实施例提供的PFC电路的启动控制装置及方法，PFC电路的启动控制装置可检测PFC电路的输出电压；若确定所述PFC电路的输出电压值低于设定的输出电压目标值，则对所述PFC电路的输入电流进行限流；若确定所述PFC电路的输出电压值不低于设定的输出电压目标值，则终止对所述PFC电路的输入电流进行限流。也就是说，在PFC电路的输出电压升压至设定的输出电压目标值之前，PFC电路的启动控制装置一直对PFC电路的输入电流进行限流，可避免由于PFC电路的输出电压与输入电压存在较大的电压差值导致的启动电流过大、电路过热的问题；即便电源波动出现短时高压，PFC电路中也不会出现冲击电流，确保了PFC电路的安全性和可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1所示为本发明实施例一中的PFC电路的启动控制装置的结构示意图；

图2所示为本发明实施例一中的过流保护模块的结构示意图；

图3所示为本发明实施例一中的过流保护模块的一种具体结构示意图；

图4所示为本发明实施例一中的PFC电路的启动控制装置的一种具体结构示意图；

图5所示为本发明实施例二中的PFC电路的启动控制方法的步骤流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

本发明实施例一提供了一种PFC电路的启动控制装置，具体地，如图1所示，其为本发明实施例一中所述装置的结构示意图(图1以两相电的PFC电路为例，三相电的PFC电路的启动控制装置的结构同理)，所述PFC电路的启动控制装置包括检测模块11、控制模块12和过流保护模块13，其中：

所述检测模块11，用于检测PFC电路的输出电压；

所述控制模块12，用于确定所述PFC电路的输出电压值低于设定的输出电压目标值时，向所述过流保护模块13输出第一控制信号；确定所述PFC电路的输出电压值不低于设定的输出电压目标值时，向所述过流保护模块13输出第二控制信号；

所述过流保护模块13，与电源的输出端口以及所述PFC电路的输入端口分别相连，用于在接收到所述第一控制信号时，对所述PFC电路的输入电流进行限流，在接收到所述第二控制信号时，终止对所述PFC电路的输入电流进行限流。

也就是说，在PFC电路的输出电压升压至设定的输出电压目标值之前，PFC电路的启动控制装置一直对PFC电路的输入电流进行限流，可避免由于PFC电路的输出电压与输入电压存在较大的电压差值导致的启动电流过大、电路过热的问题；即便电源波动出现短时高压，PFC电路中也不会出现冲击电流，确保了PFC电路的安全性和可靠性。

需要说明的是，所述设定的输出电压目标值为所述PFC电路带动所述PFC电路的负载正常工作的电压值，即，所述设定的输出电压目标值为所述PFC电路的负载的额定电压值，一般为420V左右。也就是说，在所述PFC电路的输出电压升压至所述PFC电路的负载的额定电压值之前，所述PFC电路的启动控制装置一直对所述PFC电路的输入电流进行限流。

可选地，如图2所示，其为所述过流保护模块13的结构示意图，所述过流保护模块13可包括限流单元21和开关单元22，其中；

所述限流单元21，用于在所述过流保护模块13接收到所述第一控制信号时，对所述PFC电路的输入电流进行限流；

所述开关单元22，与所述限流单元21并联，用于在接收到所述第一控制信号时断开，在接收到所述第二控制信号时导通。

进一步可选地，如图3所示，所述限流单元21可包括一个或多个串联和/或并联的电阻(图3以限流单元21包括串联的第一电阻31和第二电阻32为例)，所述开关单元22可由继电器33实现。

其中，控制信号输入端口与所述控制模块12相连，当控制信号输入端口接收到所述控制模块12输出的所述第一控制信号时，继电器33断开，电源通过第一电阻31和第二电阻32为所述PFC电路供电；当控制信号输入端口接收到所述控制模块12输出的所述第二控制信号时，继电器33吸合，第一电阻31和第二电阻32被短路，电源直接为所述PFC电路供电。

需要说明的是，所述继电器33可由所述PFC电路所在的数字电源中的辅助电源供电，当所述PFC电路的输出电压达到设定的电压阈值时(一般为100V左右)，数字电源中辅助电源起机，辅助电源为所述继电器33提供电能，本实施例在此不再赘述。

另外，需要说明的是，所述开关单元22还可由MOS管(金属-氧化物-半导体场效应晶体管，metal oxide semiconductor)、IGBT(绝缘栅双极型晶体管，Insulated GateBipolar Transistor)等开关器件实现，本实施例在此不作任何限定。

所述控制模块12，还用于在所述PFC电路的启动控制装置上电时，向所述过流保护模块13输出所述第一控制信号。

也就是说，在所述PFC电路启动时，所述过流保护模块13的初始状态即为对所述PFC电路的输入电流进行限流的状态，以避免所述PFC电路过流损坏。

可选地，所述控制模块12，还用于若确定所述PFC电路的输出电压值低于所述设定的输出电压目标值，则确定所述PFC电路的输出电压值与所述设定的输出电压目标值之间的差值；以及，根据所述差值控制所述PFC电路中开关器件的PWM(脉冲宽度调制，PulseWidth Modulation)信号的占空比。

需要说明的是，在PFC电路的启动阶段(升压阶段)，PFC电路的输出电压值越小，则PFC电路的输入电压与PFC电路的输出电压值之间的差值越大，则所述过流保护模块13中的限流单元21所消耗的功率越大，限流单元21过流损坏的危险性越高；为了进一步确保PFC电路的可靠性，可控制PFC电路中的开关器件的PWM信号的最大占空比不大于设定的占空比阈值，以控制所述过流保护模块13中的限流单元21所消耗的功率不大于其所能够承受的最大值；进一步地，该设定的占空比阈值可根据PFC电路的输出电压值确定，PFC电路的输出电压值越低，设定的占空比阈值越小；PFC电路的输出电压值越高，设定的占空比阈值越高，本实施例在此不再赘述。

进一步可选地，所述控制模块12，可用于在确定所述PFC电路所在的数字电源中的辅助电源起机后，确定所述PFC电路的输出电压值与所述设定的输出电压目标值之间的差值，并根据所述差值控制所述PFC电路中开关器件的PWM信号的占空比；所述控制模块12，还可用于在确定所述PFC电路的输出电压值不低于电源的交流电压峰值时，确定所述PFC电路的输出电压值与所述设定的输出电压目标值之间的差值，并根据所述差值控制所述PFC电路中开关器件的PWM信号的占空比。

也就是说，所述控制模块12可在所述PFC电路所在的数字电源中的辅助电源起机(一般当所述PFC电路的输出电压达到100V左右时，数字电源中辅助电源起机)后，立即驱动所述PFC电路发波；还可在确定所述PFC电路的输出电压达到电源的交流电压峰值(一般为311V)时，驱动所述PFC电路发波。另外，需要说明的是，当所述PFC电路的输出电压达到所述设定的输出电压目标值之后，所述PFC电路正常发波，本实施例在此不再赘述。

下面将以如图4为例，对本发明实施例提供的所述PFC电路的启动控制装置的工作原理进行详细说明：

1、电源上电(此时继电器断开)，电源通过限流电阻R1和R2为PFC电路供电；同时，检测模块实时采集PFC电路的输出电压的电压值并发送给控制模块，控制模块根据接收到的PFC电路的输出电压的电压值向继电器发出第一控制信号；

2、PFC电路的输出电压达到第一设定电压阈值(一般为100V左右)时，PFC电路所在的数字电源的辅助电源起机，为继电器提供电能；继电器上电并接收控制模块发送的第一控制信号保持断开；

3、辅助电源起机后或PFC电路的输出电压达到第二设定电压阈值(电源的交流电压峰值，一般为311V)时，控制模块控制PFC电路驱动发波；且，控制模块根据检测模块检测到的PFC电路的输出电压的电压值，计算PFC电路的开关器件Q的PWM波的允许最大占空比，并根据计算得到的允许最大占空比控制PFC电路的开关器件Q的PWM波的占空比；

4、PFC电路持续升压(PFC电路的输出电压持续升高)；

5、控制模块确定检测模块检测到的PFC电路的输出电压达到设定的输出电压目标值(如420V)，向继电器发出第二控制信号，控制继电器吸合，限流电阻R1和R2被短路；

6、电源直接为PFC电路供电，PFC电路正常发波。

综上所述，本发明实施例提供的PFC电路的启动控制装置，可检测PFC电路的输出电压；若确定所述PFC电路的输出电压值低于设定的输出电压目标值，则对所述PFC电路的输入电流进行限流；若确定所述PFC电路的输出电压值不低于设定的输出电压目标值，则终止对所述PFC电路的输入电流进行限流。也就是说，在PFC电路的输出电压升压至设定的输出电压目标值之前，PFC电路的启动控制装置一直对PFC电路的输入电流进行限流，可避免由于PFC电路的输出电压与输入电压存在较大的电压差值导致的启动电流过大、电路过热的问题；即便电源波动出现短时高压，PFC电路中也不会出现冲击电流，确保了PFC电路的安全性和可靠性。

另外，还可在PFC电路的启动阶段根据PFC电路的输出电压值控制PFC电路中的开关器件的PWM信号的最大占空比，以限制限流器件所消耗的功率，从而进一步提高了PFC电路的可靠性。

相应地，本发明实施例还提供了一种PFC电路，包括上述PFC电路的启动控制装置。

实施例二：

基于同样的发明构思，本发明实施例二提供了一种PFC电路的启动控制方法，可用于对PFC电路的启动控制。具体地，如图5所示，其为本发明实施例二中所述方法的步骤流程图，所述方法可包括：

步骤501：PFC电路的启动控制装置检测PFC电路的输出电压；

步骤502：若确定所述PFC电路的输出电压值低于设定的输出电压目标值，则对所述PFC电路的输入电流进行限流；若确定所述PFC电路的输出电压值不低于设定的输出电压目标值，则终止对所述PFC电路的输入电流进行限流。

也就是说，在PFC电路的输出电压升压至设定的输出电压目标值之前，PFC电路的启动控制装置一直对PFC电路的输入电流进行限流，可避免由于PFC电路的输出电压与输入电压存在较大的电压差值导致的启动电流过大、电路过热的问题；即便电源波动出现短时高压，PFC电路中也不会出现冲击电流，确保了PFC电路的安全性和可靠性。

可选地，在PFC电路的启动控制装置检测PFC电路的输出电压之前，所述方法还可包括：所述PFC电路的启动控制装置对所述PFC电路的输入电流进行限流。

也就是说，在所述PFC电路启动之前，即可对所述PFC电路进行过流保护，以避免所述PFC电路在上电时出现过流损坏的现象。

可选地，所述方法还可包括：

所述PFC电路的启动控制装置若确定所述PFC电路的输出电压值低于所述设定的输出电压目标值，则确定所述PFC电路的输出电压值与所述设定的输出电压目标值之间的差值；

根据所述差值控制所述PFC电路中开关器件的PWM信号的占空比。

需要说明的是，在PFC电路的启动阶段(升压阶段)，PFC电路的输出电压值越小，则PFC电路的输入电压与PFC电路的输出电压值之间的差值越大，则所述PFC电路的启动控制装置中的限流器件所消耗的功率越大，限流器件过流损坏的危险性越高；为了进一步确保PFC电路的可靠性，可控制PFC电路中的开关器件的PWM信号的最大占空比不大于设定的占空比阈值，以控制限流器件所消耗的功率不大于其所能够承受的最大值；进一步地，该设定的占空比阈值可根据PFC电路的输出电压值确定，PFC电路的输出电压值越低，设定的占空比阈值越小；PFC电路的输出电压值越高，设定的占空比阈值越高，本实施例在此不再赘述。

另外，需要说明的是，附图和说明书中的任何元素数量均用于示例而非限制，以及任何命名都仅用于区分，而不具有任何限制含义。

本领域技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、装置(设备)、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、装置(设备)和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其它可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其它可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其它可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其它可编程数据处理设备上，使得在计算机或其它可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其它可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种PFC电路的启动控制装置，其特征在于，所述PFC电路的启动控制装置包括检测模块、控制模块和过流保护模块，其中：

所述检测模块，用于检测PFC电路的输出电压；

所述控制模块，用于确定所述PFC电路的输出电压值低于设定的输出电压目标值时，向所述过流保护模块输出第一控制信号；确定所述PFC电路的输出电压值不低于设定的输出电压目标值时，向所述过流保护模块输出第二控制信号；

所述过流保护模块，与电源的输出端口以及所述PFC电路的输入端口分别相连，用于在接收到所述第一控制信号时，对所述PFC电路的输入电流进行限流，在接收到所述第二控制信号时，终止对所述PFC电路的输入电流进行限流。

2.如权利要求1所述的PFC电路的启动控制装置，其特征在于，所述过流保护模块包括限流单元和开关单元，其中；

所述限流单元，用于在所述过流保护模块接收到所述第一控制信号时，对所述PFC电路的输入电流进行限流；

所述开关单元，与所述限流单元并联，用于在接收到所述第一控制信号时断开，在接收到所述第二控制信号时导通。

3.如权利要求1所述的PFC电路的启动控制装置，其特征在于，

所述控制模块，还用于在所述PFC电路的启动控制装置上电时，向所述过流保护模块输出所述第一控制信号。

4.如权利要求1所述的PFC电路的启动控制装置，其特征在于，所述控制模块，还用于

若确定所述PFC电路的输出电压值低于所述设定的输出电压目标值，则确定所述PFC电路的输出电压值与所述设定的输出电压目标值之间的差值；

根据所述差值控制所述PFC电路中开关器件的PWM信号的占空比。

5.一种PFC电路，其特征在于，包括权利要求1～4任一所述的PFC电路的启动控制装置。

6.一种PFC电路的启动控制方法，其特征在于，所述方法包括：

PFC电路的启动控制装置检测PFC电路的输出电压；

若确定所述PFC电路的输出电压值低于设定的输出电压目标值，则对所述PFC电路的输入电流进行限流；若确定所述PFC电路的输出电压值不低于设定的输出电压目标值，则终止对所述PFC电路的输入电流进行限流。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，在PFC电路的启动控制装置检测PFC电路的输出电压之前，所述方法还包括：所述PFC电路的启动控制装置对所述PFC电路的输入电流进行限流。

8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述PFC电路的启动控制装置若确定所述PFC电路的输出电压值低于所述设定的输出电压目标值，则确定所述PFC电路的输出电压值与所述设定的输出电压目标值之间的差值；

根据所述差值控制所述PFC电路中开关器件的PWM信号的占空比。