一种电路控制方法及设备技术

本发明专利技术公开了一种电路控制方法及设备，该方法包括：将升压功率因数校正电路处于断续模式时的一个开关周期内的平均电流等效为理想输入电流来计算该电路处于断续模式时的占空比；将该占空比作为第一前馈发波；当该电路处于断续模式且实际负载不大于设定负载阈值时，选取在电压过零处的大小远小于第二前馈发波的第一前馈发波作为该电路的前馈发波，并根据所选取的前馈发波对该电路进行前馈控制，其中，该第二前馈发波为1-Uin/UBus，从而使得升压功率因数校正电路处于断续模式且负载较小时，在电压过零处，电路的前馈发波将远小于1，即没有满占空比，因而不会将母线电压拱高，并且还可达到提高电流的正弦性、降低输入电流谐波含量以及提高PF等的效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电路控制
，尤其涉及一种电路控制方法及设备。
技术介绍
BOOST PFC(升压功率因数校正)电路在电路负载小于设定负载阈值(如小负载或空载)且电感电流工作在断续模式时，若仍采用传统的双环控制+前馈对电路进行相应控制，则会出现在电压过零处母线电压飙升的问题。这是因为，传统的双环控制+前馈所采用的是传统的适用于连续模式下的前馈发波1-Uin/UBus，其中，Uin为所述电路的输入电压，UBus为预设的母线电压给定值，从而导致，当电感电流工作在断续模式时，在电压过零处，会产生一个很大的占空比，使得电路会一直给母线电容充电，若此时负载很小或者没有负载，则母线电压会一直升高，导致母线电压大于设定的母线电压给定值。另外，当BOOST PFC电路工作在断续模式且负载小于设定负载阈值时，若仍采用传统的双环控制+前馈对电路进行相应控制，则由于在电压过零处母线电压会飙升，因而还会出现输入电流的THDI(Total Harmonic Distortion of current on input，输入线电流谐波畸变总数)很差、电流正弦性很差、PF(POWERFACTOR，功率因数)值较低、三次谐波含量很大等一系列使得电路性能较差的问题，并且，若电路为三相四线输入，则还会造成零线电流大、零地电压高等问题。因而，亟需提供一种新的电路控制方法以解决上述问题，进而改善BOOSTPFC电路的性能。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种电路控制方法及设备，用以解决目前存在的当BOOST PFC电路工作在断续模式且负载小于设定负载阈值时，采用传统的双环控制+前馈对电路进行相应控制导致在电压过零处母线电压飙升等使得电路性能较差的问题。本专利技术实施例提供了一种电路控制方法，包括：将升压功率因数校正电路处于断续模式时的一个开关周期内的平均电流等效为理想输入电流来计算所述电路处于断续模式时的占空比；将计算得到的占空比作为第一前馈发波；当所述电路处于断续模式且所述电路的实际负载不大于设定的负载阈值时，从所述第一前馈发波以及第二前馈发波中，选取在电压过零处的大小远小于第二前馈发波的第一前馈发波作为所述电路实际所需的前馈发波，并根据所选取的前馈发波对所述电路进行前馈控制；其中，所述第二前馈发波表示为1-Uin/UBus，其中，Uin为所述电路的输入电压，UBus为预设的母线电压给定值。相应地，本专利技术实施例还提供了一种电路控制设备，包括：计算模块，用于将升压功率因数校正电路处于断续模式时的一个开关周期内的平均电流等效为理想输入电流来计算所述电路处于断续模式时的占空比；选取模块，用于将计算得到的占空比作为第一前馈发波，并在确定所述电路处于断续模式且所述电路的实际负载不大于设定的负载阈值时，从所述第一前馈发波以及第二前馈发波中，选取在电压过零处的大小远小于第二前馈发波的第一前馈发波作为所述电路实际所需的前馈发波；其中，所述第二前馈发波表示为1-Uin/UBus，其中，Uin为所述电路的输入电压，UBus为预设的母线电压给定值；控制模块，用于在确定所述电路处于断续模式且所述电路的实际负载不大于设定的负载阈值时，根据所述选取模块所选取的第一前馈发波对所述电路进行前馈控制。本专利技术有益效果如下：本专利技术实施例提供了一种电路控制方法及设备，所述方法包括：将升压功率因数校正电路处于断续模式时的一个开关周期内的平均电流等效为理想输入电流来计算所述电路处于断续模式时的占空比；将计算得到的占空比作为第一前馈发波；当所述电路处于断续模式且实际负载不大于设定负载阈值时，选取在电压过零处的大小远小于第二前馈发波的第一前馈发波作为所述电路的前馈发波，并根据所选取的前馈发波对所述电路进行前馈控制，其中，所述第二前馈发波为1-Uin/UBus，其中，Uin为所述电路的输入电压，UBus为预设的母线电压给定值，从而使得升压功率因数校正电路处于断续模式且负载较小时，在电压过零处，电路的前馈发波将远小于1，即没有满占空比，因而不会将母线电压拱高，并且还可达到提高电流的正弦性、降低输入电流谐波含量以及提高PF等的效果，提高电路的性能。附图说明为了更清楚地说明本专利技术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专利技术的一些实施例，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他的附图。图1所示为本专利技术实施例一中所述电路控制方法的流程示意图；图2所示为断续模式下BOOST PFC电路的电流波形图；图3所示为本专利技术实施例二中所述电路控制设备的结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。实施例一：本专利技术实施例一提供了一种可适用于BOOST PFC电路的电路控制方法，如图1所示，其为本专利技术实施例一中所述电路控制方法的流程示意图，所述电路控制方法可包括以下步骤：步骤101：将BOOST PFC电路处于断续模式时的一个开关周期内的平均电流等效为理想输入电流来计算所述电路处于断续模式时的占空比。具体地，BOOST PFC电路处于断续模式指的是BOOST PFC电路的电感电流工作在断续模式，本专利技术实施例对此不作赘述。步骤102：将计算得到的占空比作为第一前馈发波，并当所述电路处于断续模式且所述电路的实际负载不大于设定的负载阈值时，从所述第一前馈发波以及第二前馈发波中，选取在电压过零处的大小远小于第二前馈发波的第一前馈发波作为所述电路实际所需的前馈发波，并根据所选取的前馈发波对所述电路进行前馈控制；其中，所述第二前馈发波表示为1-Uin/UBus，其中，Uin为所述电路的输入电压，UBus为预设的母线电压给定值。具体地，步骤101所述的将BOOST PFC电路处于断续模式时的一个开关周期内的平均电流等效为理想输入电流来计算所述电路处于断续模式时的占空比，具体可执行为以下步骤：S1：根据图2所示的断续模式下BOOST PFC电路的电流波形图得到第一公式 i pk = U in D 1 T S L ]]>以及第二公式 i pk = ( U out - U in ) D 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电路控制方法，其特征在于，包括：将升压功率因数校正电路处于断续模式时的一个开关周期内的平均电流等效为理想输入电流来计算所述电路处于断续模式时的占空比；将计算得到的占空比作为第一前馈发波；当所述电路处于断续模式且所述电路的实际负载不大于设定的负载阈值时，从所述第一前馈发波以及第二前馈发波中，选取在电压过零处的大小远小于第二前馈发波的第一前馈发波作为所述电路实际所需的前馈发波，并根据所选取的前馈发波对所述电路进行前馈控制；其中，所述第二前馈发波表示为1‑Uin/UBus，其中，Uin为所述电路的输入电压，UBus为预设的母线电压给定值。

【技术特征摘要】
1.一种电路控制方法，其特征在于，包括：将升压功率因数校正电路处于断续模式时的一个开关周期内的平均电流等效为理想输入电流来计算所述电路处于断续模式时的占空比；将计算得到的占空比作为第一前馈发波；当所述电路处于断续模式且所述电路的实际负载不大于设定的负载阈值时，从所述第一前馈发波以及第二前馈发波中，选取在电压过零处的大小远小于第二前馈发波的第一前馈发波作为所述电路实际所需的前馈发波，并根据所选取的前馈发波对所述电路进行前馈控制；其中，所述第二前馈发波表示为1-Uin/UBus，其中，Uin为所述电路的输入电压，UBus为预设的母线电压给定值。2.如权利要求1所述的电路控制方法，其特征在于，将升压功率因数校正电路处于断续模式时的一个开关周期内的平均电流等效为理想输入电流来计算所述电路处于断续模式时的占空比，包括：根据第一公式、第二公式以及第三公式，计算得到用于表示升压功率因数校正电路处于断续模式时的一个开关周期内的平均电流的第四公式；将第一公式、第二公式、第四公式与第五公式以及第六公式进行结合，计算得到第七公式所示的所述电路处于断续模式时的占空比；所述第一公式为 i pk = U in D 1 T S L ; ]]>所述第二公式为 i pk = ( U out - U in ) D 2 T S L ; ]]>所述第三公式为 ∫ 0 Ts i ( t ) = i pk D 1 Ts 2 + i pk D 2 Ts 2 ; ]]>所述第四公式为 ⟨ i avg ⟩ Ts = 1 Ts ( i pk D 1 Ts 2 + i pk D 2 Ts 2 ) ; ]]>所述第五公式为 ⟨ i avg ⟩ Ts = 2 I in rms * sin ( wt ) ; ]]>所述第六公式为 2 I in rms * sin ( wt ) = 2 U out 2 R * U in rms sin ( wt ) ; ]]>所述第七公式为 D 1 = 2 Lfsw R * U out ( U out - U in ) U in rms * U in rms ; ]]>其中，所述Ts为所述电路的开关周期；所述ipk为所述电路处于断续模式时，所述电路的一个开关周期内的电流最大值；所述D1为所述电路处于断续模式时的占空比，也为所述电路处于断续模式时，每个开关周期内的电流上升阶段所占用的时长与所述开关周期的比值；所述D2为所述电路处于断续模式时，每个开关周期内的电流下降阶段所占用的时长与所述开关周期的比值；所述iavg为所述电路处于断续模式时，所述电路的一个开关周期内的平均电流；所述Iinrms为所述电路的输入电流有效值；所述Uinrms为所述电路的输入电压有效值；所述Uout为所述电路的输出电压；所述Uin为所述电路的输入电压；所述R为所述电路的负载大小；所述fsw为所述电路的频率大小；所述L为所述电路中的电感的电感大小。3.如权利要求1或2所述的电路控制方法，其特征在于，在将计算得到的占空比作为第一前馈发波之前，所述方法还包括：根据所述电路的实际电流大小，对计算得到的占空比进行拟合，得到拟合后的占空比；将计算得到的占空比作为第一前馈发波，包括：将所述拟合后的占空比作为所述第一前馈发波。4.如权利要求3所述的电路控制方法，其特征在于，根据所述电路的实际电流大小，对计算得到的占空比进行拟合，得到拟合后的占空比，包括：根据所述电路的实际电流大小，对所述第七公式中的参数进行拟合，得到其中，所述K1、K2为根据设定的输入线电流谐波畸变总数THDI所得到的参数；根据对所述第七公式进行修正，得到第八公式所示的拟合后的占空比：第八公式： D 1 = ( K 1 * Irms + K 2 ) * U out ( U out - U in ) U in rms * U in rms . ]]>5.如权利要求1或2所述的电路控制方法，其特征在于，所述方法还包括：当所述电路处于连续模式，或者，当所述电路处于断续模式且所述电路的实际负载大于设定的负载阈值时，从所述第一前馈发波以及第二前馈发波中，选取第二前馈发波作为所述电路实际所需的前馈发波，并根据所选取的前馈发波对所述电路进行前馈控制。6.一种电路控制设备，其特征在于，包括：计算模块，用于将升压功率因数校正电...

【专利技术属性】
技术研发人员：周扬，姚少雄，
申请(专利权)人：力博特公司，
类型：发明
国别省市：美国;US