[发明专利]一种PFC控制方法及其电路

说明书

本发明涉及一种PFC控制方法及其电路，用于逆变焊机等设备，本发明的电路，包括输入两级EMI滤波电路、上电缓冲电路、整流和滤波电路、电流信号采样电路、PFC功率因素校正电路、PFC电路中IGBT驱动电路、IGBT驱动电路的输入信号控制电路、整流后输出电压的监测控制电路，以及直流电源电压电路；利用本发明的控制电路及其方法，可解决谐波电流大、功率因数低的问题，大幅度提高利用本发明电路及其电路板所制成的产品的功率因数，并降低谐波电流；实现PFC功率因素校正。

技术领域

本发明涉及一种PFC控制方法及其电路，电路的输入供电电源电压范围为单相90~260V、50Hz或60Hz；电路的直流高压输出两端可通过接线端子及其连接线，连接至焊机等设备的逆变电路（如全桥逆变电路、半桥逆变电路和单端正极逆变电路中的一种电路）；电路及其电路板可用于上述供电电源范围的各类逆变焊机和切割机等设备；属于逆变式焊机的控制技术领域。

背景技术

PFC，英文全称为“Power Factor Correction”，意思是“功率因数校正”，功率因数是指有功功率与总耗电量（视在功率）之间的关系，也就是有功功率除以总耗电量（视在功率）的比值。功率因数用于衡量电力被有效利用的程度。功率因数值越大，代表其电力能量的利用率越高。功率因数的大小是衡量用电设备能量使用效率的主要参数。提高用电设备功率因数的技术就称为功率因数校正。

用电设备的开发者都追求研发高功率因数的产品，以减少能量损耗，提高产品的能效，达到节能等目的。

不同的用电设备或产品，功率因数校正的技术、方法，以及实际的应用效果是不同的。

就焊接设备而言，传统变压器式的交流焊机和变压器与整流器为主组成的直流焊机，由于它们的结构特征，决定了这两类设备已经无法进一步提高能量转换的效率，因此，面临着被市场淘汰的境地。在我国，科技部早已经颁布了文件，明确不再列入技术发展的范围。目前，国内只有少数企业在生产此类产品，当然，还有一些产品大量出口国际市场。但是，今后要继续大量出口国际市场，如欧盟市场，已经不实际了。欧盟从2021年开始实施焊接设备的能效ERP指令，目前，虽只是要求进行焊接设备的能效ERP检测，要求满足：对于带有交流输出的单相和三相供电电源的焊接设备，最小电源效率达到80%，最大空载损耗50W；对于带直流输出的单相电源的焊接设备，最小电源效率达到80%，最大空载损耗50W；对于带直流输出的三相电源的焊接设备，最小电源效率达到85%，最大空载损耗50W。低于这些指标，是不允许进入其市场的。今后，这些指令必然会进一步强化和实施，这对很多焊接设备来说，也面临着技术创新而求得新生，或者，无法满足的而被限制或淘汰的现实。

对焊接设备来说，欧盟的能效ERP指令，给出了电源效率和空载损耗指标的基准，也就是目前市场上性能最好的产品和现有技术所能够达到的技术指标，即：对于带有交流输出的单相和三相供电电源的焊接设备，最小电源效率达到83%，最大空载损耗10W；对于带直流输出的单相电源的焊接设备，最小电源效率达到90%，最大空载损耗10W；对于带直流输出的三相电源的焊接设备，最小电源效率达到92%，最大空载损耗10W。可见，与前述一般性的指标和要求相比，基准指标和要求的层次更高，要达到基准指标和要求，在技术和方法上是面临着很大难题的。目前，能够满足前述一般性的指标和要求的，获得欧盟ERP检测和认证的焊机产品，在我国的数量是不多的。更不用说满足基准指标。

对三相供电的焊接设备，就算是可以满足欧盟ERP检测和认证，但实际情况是仍然无法满足欧盟EMC（电磁兼容性）认证的要求，因此，也无法进入欧盟市场。由于受产品认证和市场监管的影响，我国的三相供电的焊接设备基本没有见过出口到欧盟、美国等主流市场的情况。绝大多数或者说全部出口这些国家和地区的我国产品，基本上都是采用单相230V、240V和110V等电源的，特别是此类电源的小型或便携式逆变式焊机，数量占比是非常大的。