一种基于复合预测电流控制的改进型无桥DBPFC变换器及控制方法技术

本发明专利技术公开了一种基于复合预测电流控制的改进型无桥DBPFC变换器及控制方法，该电路通过引入一种可控辅助电路减少变换器的开关损耗，且该辅助电路自身产生的损耗较小，并在变换器输出端增加了无源电感，使输出电压更加稳定，同时发明专利技术了一种复合预测电流控制策略实现对变换器的控制，该策略采用二阶广义积分器(SOGI)与锁频环(FLL)相结合提取电网基波，再与一种预测电流控制算法进行结合，抑制电网电压畸变对电感电流的影响。本发明专利技术有如下优点和特点：1、改进的电路使变换器的开关损耗降低、输出电压纹波减小2、复合预测电流控制使得输入电流很好的跟随输入电压，从而获得较高的功率因数，更小的总谐波失真。更小的总谐波失真。更小的总谐波失真。

【技术实现步骤摘要】
一种基于复合预测电流控制的改进型无桥DBPFC变换器及控制方法


[0001]本专利技术属于电力电子应用
，具体设计一种基于复合预测电流控制的改进型无桥DBPFC变换器及控制方法。

技术介绍

[0002]随着电力电子技术的飞速发展，国家可持续发展战略对电源的绿色化提出了明确的要求，一方面是要节电，另一方面就是大幅减少电网的谐波污染，从而保证电网的供电质量和可靠性。为满足相关标准，如IEC61000-3-2对功率因数和谐波的要求，越来越多的电力电子设备增添了功率因数校正环节(Power Factor Correction,PFC)，功率因数校正技术具有功率因数高、输出电压稳定、输入谐波电流小等优点，因此被广泛应用于解决电网谐波污染。Boost PFC变换器因其控制策略相对简单，且在近电网侧存在电感，容易使得输入电流连续，所以在改善电能质量领域得到了广泛的应用。
[0003]相对于传统Boost PFC变换器开关器件较多，开关损耗大等缺陷，无桥Dual_Boost_PFC变换器(DBPFC)因其取消了整流桥，增加了一套半导体器件和电容，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于复合预测电流控制的改进型无桥DBPFC变换器，其特征在于，包括基本无桥DBPFC电路、可控辅助电路、无源电感、二阶广义积分器SOGI+锁频环FLL控制模块，预测电流控制模块；所述基本无桥DBPFC电路由传统无桥Boost-PFC电路与慢恢复二极管D
a
、D
b
组成，其中，传统无桥Boost-PFC电路由交流输入源V
in
、输入侧升压电感L1和L2、二极管D1和D2、开关管S1和S2以及输出侧电容C0和负载R0组成，所述慢恢复二极管D
a
的阳极连接D
b
的阳极，并与大地相连，慢恢复二极管D
a
的阴极与交流输入源正极相连，慢恢复二极管D
b
的阴极与交流输入源负极相连；交流输入源还分别与输入侧电感L1、L2一端相连；电感L1另一端连接在二极管D1阳极和开关管S1源极之间，电感L2另一端连接在二极管D2阳极和开关管S2源极之间，二极管D1和D2的阴极均和电容C0、无源电感L3一端相连，无源电感L3另一端连接负载R0一端，电容C0和负载R0另一端均和开关管S1和S2漏极相连，并与大地相连；所述可控辅助电路由谐振电容C
r
、谐振电感L
r
、开关管S3、电容C1、C2、C3、二极管D3、D4、D5、D6、D7组成，所述二极管D3的阳极与输入侧电感L1相连，所述二极管D4的阳极与输入侧电感L2相连，所述谐振电容C
r
与二极管D3的阴极连接，所述谐振电感L
r
与二极管D4的阴极连接，二极管D5的阳极与D7的阳极相连在L
r
一端，D7的阴极与开关管S3的集电极相连，D5的阴极与D6的阳极相连在C
r
一端，D6的阴极连接负载端，电容C1、C2、C3分别并联在开关管S1、S2、S3两端；预测电流控制模块控制端分别连接开关管S1、S2进行PWM1、PWM2信号驱动调节，同时，预测电流控制模块控制端通过延时模块连接开关管S3进行PWM3信号驱动调节，二阶广义积分器SOGI+锁频环FLL控制模块由二阶广义积分器SOGI和锁频环FLL组成，二阶广义积分器SOGI通过电压传感器采集交流输入源电压，用于提取电网电压基波，而锁频环FLL用于电网频率的提取。2.根据权利要求1所述的一种基于复合预测电流控制的改进型无桥DBPFC变换器，其特征在于，所述锁频环FLL的输入由初始给定角频率和二阶广义积分环节共同决定，输出为良好的电网频率。3.根据权利要求1所述的一种基于复合预测电流控制的改进型无桥DBPFC变换器，其特征在于，所述二阶广义积分器的传递函数为k
i
为增益系数，ω
r
为谐振角频率。4.根据权利要求1所述的一种基于复合预测电流控制的改进型无桥DBPFC变换器，其特征在于，所述预测电流控制模块在电感电流工作于CCM模式下进行分析，由第n个开关周期内，电感电流与输入电压的关系式进行推导，得出其相应的控制方程其中d(n)表征控制占空比、T
s
表征时间参数、i
L
(n)表征电感电流、V
in
表征输入电压、i
ref
(n+1)表征参考电流、V
ref
表征输出基准电压。5.根据权利要求1所述的一种基于复合预测电流控制的改进型无桥DBPFC变换器控制方法，其特征在于，包括以下步骤：工作模态1：在模态1之前，主开关管S1、辅助开关管S3均关断，可控辅助电路未工作，流过L1的电感电流通过升压...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑宏，郭其金，沈建杨，袁雪凯，严序文，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：