[发明专利]一种功率因数调节电路和控制方法

权利要求书

1.一种功率因数调节电路，其特征在于包括主电路、辅助电源模块、单片机控制模块和驱动模块，输入电源Vac的AC+接辅助电源模块的输入，AC-接地；辅助电源模块的输出Vcc分别与单片机控制模块和驱动模块的电源输入端Vcc连接；主电路的电压传感器采样电源两端电压，输出端接单片机控制模块的电压采样端，电流传感器串联接在主电路中，输出端接单片机控制模块的电流采样端，驱动模块的输入接单片机控制模块的驱动信号端，驱动模块的四个驱动信号输出端各自相应的接第一、第二、第三、第四开关管的门极。

2.根据权利要求1所述的功率因数调节电路，特征在于主电路包括第一开关管、第二开关管（Q2）、第三开关管（Q3）、第四开关管（Q4）、第一二极管（D1）、第二二极管（D2）、第三二极管（D3）、第四二极管（D4）、第一电容（C1）、负载、电压传感器和电流传感器；第一开关管与第一二极管反并联，第二开关管与第二二极管反并联，第三开关管与第三二极管反并联，第四开关管与第四二极管反并联，第一开关管源极与第三开关管的漏极串联形成桥臂一，第二开关管的源极与第四开关管的漏极串联形成桥臂二，第一电容、桥臂一、桥臂二三者并联，其中第一电容的正极接第一开关管的漏极和第二开关管的漏极，第一电容的负极接第三开关管的源极和第四开关管的源极；电压传感器的输入和电源输入端并联，电压传感器的输出接单片机控制模块的电压采样端；电流传感器的输入一端接零线，另一端接负载的一端，电流传感器的输出接单片机模块的电流采样端。

3.根据权利要求1所述的功率因数调整电路，特征在于辅助电源模块包括整流桥Bridge，第二电容（C2）、第三电容（C3）、第四电容（C4），第一电阻（R1）、第二电阻（R2）、用于输出15V直流电压的第一稳压芯片TL783和用于输出5V直流电压的第二稳压芯片7805；整流桥Bridge上下两端分别接输入电源Vac的AC+与AC-两端，左右两端分别与第二电容两端相接；第二电容的正极端接第一稳压芯片的Vin端，第一稳压芯片的输出端Vout接第二稳压芯片的输入端Vin，第二稳压芯片的输出端Vout与单片机模块和驱动模块的输入端Vcc连接；第一稳压芯片的接地端与第二电阻一端连接，第二电阻的另一端接地；第一电阻的一端与第二电阻的一端连接，另一端接第一稳压芯片的输出端；第三电容（C3）接第二稳压芯片的输入端，另一端接地；第四电容正极端接第二稳压芯片的输出端，另一端接地。

4.根据权利要求1所述的功率因数调节电路，特征在于驱动模块包括非门（U）、第三电阻（R3）、第四电阻（R4）、第五电容（C5）、第六电容（C6）、第一与门（U1）、第二与门（U2），四个相同的驱动隔离电路，四个相同的驱动隔离电路包括第一驱动隔离电路、第二驱动隔离电路、第三驱动隔离电路、第四驱动隔离电路；单片机控制模块输出的驱动信号分别连接非门的输入、第四电阻的一端和第一与门和第二与门的一个输入端；非门的输出接第三电阻的一端，第三电阻的另一端接第一与门的一端和第五电容的一端，第五电容的另一端接地；第四电阻的另一端接第六电容的一端和第二与门的另一输入端，第六电容的另一端也接地；第一与门的输出接第一驱动隔离电路、第二驱动隔离电路；第二与门的输出接第三驱动隔离电路、第四驱动隔离电路。

5.根据权利要求1所述的功率因数调节电路，特征在于驱动模块还包括四个结构相同的驱动隔离电路，每一个驱动隔离电路均各自包括第五三极管（Q5）、第六三极管（Q6）、第七电容（C7）、第一变压器（T1）、第五电阻（R5）；第五三极管的基极和第六三极管的基极相连后组成第一驱动隔离电路的输入端，连接第一与门的输出，第二驱动隔离电路输入端与第一驱动隔离电路输入端并联连接在第一与门输出；第三驱动隔离电路则与第四驱动隔离电路输入端并联连接在第二与门的输出；第五三极管的发射极和第六三极管的发射极相连后与第七电容的一端相连，第五三极管的集电极接辅助电源模块中第一稳压芯片的输出，第六三极管的集电极与第一变压器的一个输入端相连后接地，第七电容的另一端接第一变压器的另一输入端；第一变压器的一个输出端与第五电阻的一端相连，另一端接主电路所驱动开关管的源极，第五电阻的另一端接主电路所驱动开关管的门极。

6.利用权利要求1所述功率因数调节电路的功率因数调节控制方法，其特征在于：单片机控制模块接收主电路采样得到的输入电源电压和输入电流，然后分别计算输入电压和输入电流的过零点时刻，将输入电压的过零点时刻减去输入电流的过零点时刻，若两者差值为正，则提前单片机控制模块输出的驱动信号的上升沿时刻，且提前的时刻与差值的大小等比例；若两者差值为负，则延后单片机控制模块输出的驱动信号的上升沿时刻，延后的时刻同样与差值等比例；通过负反馈保证输入电压和输入电流的过零点时刻相同，即功率因素为1。