一种带宽动态调节Boost-PFC控制电路及其控制方法技术

本发明专利技术公开了一种带宽动态调节Boost

【技术实现步骤摘要】
一种带宽动态调节Boost
‑
PFC控制电路及其控制方法


[0001]本专利技术涉及电力电子变换器
，尤其涉及一种带宽动态调节Boost
‑
PFC控制电路及其控制方法。

技术介绍

[0002]随着经济和科学技术的发展，大量电子设备的出现会使得电网质量出现畸变，为了保证可靠的电网质量，PFC整流技术在电能变换中承担重要角色。因此，开发高效、高可靠性、高功率密度的PFC整流器，具有很大的现实意义。
[0003]传统的PFC变换器，由于带宽低，存在动态响应差的问题，影响系统的可靠性。其中传统的PFC变换器的电压环存在二倍工频的纹波，该纹波在环路中需要被衰减，否则输入电流会引入三次谐波。因此，电压环路的带宽很低，随着功率等级的提高，PFC变换器动态响应差的问题趋于严重，PFC变换器作为电网与DC/DC电源的中间级，承担着传输高质量电能的重要角色，在对AC/DC电源可靠性要求更高的场合下，需要一种高效率，高可靠性的PFC变换器。
[0004]近年来，针对如何改善PFC变换器动态性能的问题，国内外广大学者对此进行了研究，提出了谐波注入法，通过在电压环注入与输出电压二次谐波大小相等方向相反的谐波，消除了该纹波造成的三次谐波畸变，因此，电压环的带宽可以不受二倍工频的纹波的影响，PFC变换器的动态性能也变得更好。然而，谐波注入需要对产生谐波的精准检测，所用的检测和生成算法需要高性能的芯片，PFC变换器的成本会增加，而且一旦计算出现偏差，系统补偿效果会变差。

技术实现思路

[0005]1.专利技术要解决的技术问题
[0006]针对上述问题，本专利技术提供了一种带宽动态调节Boost
‑
PFC控制电路及其控制方法，本专利技术能够克服传统PFC变换器带宽低导致的动态响应慢、过冲高的缺点，且控制结构简单，效果显著。
[0007]2.技术方案
[0008]为达到上述目的，本专利技术提供的技术方案为：
[0009]本专利技术的一种带宽动态调节Boost
‑
PFC控制电路，包括PFC主电路、采样模块、控制模块、PWM模块、均流模块、前馈模块和动态调节模块，所述PFC主电路包括并联连接的第一Boost支路和第二Boost支路；所述动态调节模块、前馈模块连接所述采样模块，所述控制模块分别连接前馈模块、采样模块、动态调节模块和均流模块，所述PWM模块分别连接第一Boost支路、第二Boost支路和均流模块，所述均流模块分别连接采样模块和所述PWM模块。
[0010]更进一步地，所述均流模块包括第一电流误差计算单元、第二电流误差计算单元、第一电流PI控制器单元和第二电流PI控制器单元；所述电流误差计算单元分别与第一Boost支路、第二Boost支路的MOS管电流端和对应的控制器单元连接，所述第一电流PI控制
器单元和第二电流PI控制器单元分别与所述PWM模块连接；所述电流误差计算单元分别根据参考输入电流和第一Boost支路、第二Boost支路的MOS管电流计算输出电流误差信号至控制器单元；所述控制器单元根据电流误差信号输出控制信号至所述PWM模块。
[0011]更进一步地，所述控制模块包括电压误差计算单元、电压环PI控制器单元、乘法器单元；所述电压误差计算单元分别连接采样模块和电压环PI控制器单元，电压环PI控制器单元连接乘法器单元；控制模块根据采集模块的输出电压和基准电压通过电压误差计算单元计算电压误差信号输出至电压环PI控制器单元；所述电压环PI控制器单元根据电压误差信号输出控制信号到乘法器单元，所述乘法器单元生成参考输入电流。
[0012]更进一步地，所述采样模块包括AC输入电压采样单元、第一Boost支路和第二Boost支路的MOS管采样单元和输出电压采样单元；所述AC输入电压采样单元用于对AC输入电压进行采样，所述MOS管采样单元对第一Boost支路和第二Boost支路的MOS管电流分别进行采样；所述输出电压采样单元用于对输出电压进行采样；输出电压采样单元分别与电压误差计算单元、动态调节模块相连接，所述AC输入电压采样单元与乘法器单元相连接。
[0013]更进一步地，所述前馈模块包括电压前馈环计算器，电压前馈环计算器根据AC输入电压采样单元采样后的输入电压，计算输入电压平方的倒数值输出至乘法器单元。
[0014]更进一步地，所述PWM模块包括第一PWM调制单元和第二PWM调制单元，第一PWM调制单元分别与第一Boost支路的MOS管输入端、第一电流PI控制器单元输出端相连接；第二PWM调制单元分别与第二Boost支路的MOS管输入端、第二电流PI控制器单元输出端相连接；所述第一PWM调制单元用于将第一电流PI控制器的输出控制信号转化为第一占空比信号；所述第二PWM调制单元用于将第二电流PI控制器的输出控制信号转化为第二占空比信号。
[0015]更进一步地，所述第一PWM调制单元和第二PWM调制单元的调制基准相差180
°
。
[0016]更进一步地，所述动态调节模块包括状态检测器、输出电压检测器和动态调节控制器；状态检测器用于检测PFC主电路的运行状态后输出至动态调节控制器；输出电压检测器用于将输出电压输出至动态调节控制器；所述动态调节控制器用于输出不同的PI参数至电压环PI控制器单元。
[0017]更进一步地，所述PFC主电路包括整流桥，功率开关管S1、S2，电感L1、L2，电容C1、C2，二极管D1和D2，旁路二极管D3；整流桥一输出端与电感L1、L2的一端、旁路二极管D3的阳极以及电容C1的一端连接，整流桥另一输出端与功率MOS开关管S1和S2的源极、电容C1的另一端、电容C2的一端连接；电感L1和L2的另一端分别与二极管D1、D2阳极相连，二极管D1、D2和D3的阴极分别与电容C2的正极端接于节点A，电容C1的另一端接于节点B，节点A和B形成输出端。
[0018]本专利技术的一种带宽动态调节Boost
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PFC控制电路的控制方法，控制模块根据AC源的输入电压、第一Boost支路MOS管电流、第二Boost支路MOS管电流和输出电压计算得到的控制信号输出至均流模块；均流模块根据参考输入电流和第一Boost支路MOS管电流、第二Boost支路MOS管电流计算得到电流误差信号，并根据所述电流误差信号输出控制信号至PWM模块；所述PWM模块根据调节信号对控制信号移相调节后输出第一驱动信号至第一Boost支路，并输出第二驱动信号至第二Boost支路；动态调节模块根据PFC主电路状态和输出电压计算得到不同的PI参数输出至控制模块；所述采样模块采样信号输出至控制模块、前馈模块和均流模块，所述前馈模块用于输出前馈信号至控制模块。
[0019]3.有益效果
[0020]采用本专利技术提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：
[0021]本专利技术的一种带宽动态调节Boost
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PFC控制电路，其采样模块采集AC交流本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带宽动态调节Boost
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PFC控制电路，其特征在于：包括PFC主电路、采样模块、控制模块、PWM模块、均流模块、前馈模块和动态调节模块，所述PFC主电路包括并联连接的第一Boost支路和第二Boost支路；所述动态调节模块、前馈模块连接所述采样模块，所述控制模块分别连接前馈模块、采样模块、动态调节模块和均流模块，所述PWM模块分别连接第一Boost支路、第二Boost支路和均流模块，所述均流模块分别连接所述采样模块和所述PWM模块。2.根据权利要求1所述的一种带宽动态调节Boost
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PFC控制电路，其特征在于：所述均流模块包括第一电流误差计算单元、第二电流误差计算单元、第一电流PI控制器单元和第二电流PI控制器单元；所述电流误差计算单元分别与第一Boost支路、第二Boost支路的MOS管电流端和对应的控制器单元连接，所述第一电流PI控制器单元和第二电流PI控制器单元分别与所述PWM模块连接；所述电流误差计算单元分别根据参考输入电流和第一Boost支路、第二Boost支路的MOS管电流计算输出电流误差信号至控制器单元；所述控制器单元根据电流误差信号输出控制信号至所述PWM模块。3.根据权利要求2所述的一种带宽动态调节Boost
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PFC控制电路，其特征在于：所述控制模块包括电压误差计算单元、电压环PI控制器单元、乘法器单元；所述电压误差计算单元分别连接采样模块和电压环PI控制器单元，电压环PI控制器单元连接乘法器单元；控制模块根据采集模块的输出电压和基准电压通过电压误差计算单元计算电压误差信号输出至电压环PI控制器单元；所述电压环PI控制器单元根据电压误差信号输出控制信号到乘法器单元，所述乘法器单元生成参考输入电流。4.根据权利要求3所述的一种带宽动态调节Boost
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PFC控制电路，其特征在于：所述采样模块包括AC输入电压采样单元、第一Boost支路和第二Boost支路的MOS管采样单元和输出电压采样单元；所述AC输入电压采样单元用于对AC输入电压进行采样，所述MOS管采样单元对第一Boost支路和第二Boost支路的MOS管电流分别进行采样；所述输出电压采样单元用于对输出电压进行采样；输出电压采样单元分别与电压误差计算单元、动态调节模块相连接，所述AC输入电压采样单元与乘法器单元相连接。5.根据权利要求4所述的一种带宽动态调节Boost
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PFC控制电路，其特征在于：所述前馈模块包括电压前馈环计算器，电压前馈环计算器根据AC输入电压采样单元采样后的输入电压，计算输入电压平方的倒数值输出至乘法器单元。6.根据权利要求5所述的一种带宽动态调节Boost
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【专利技术属性】
技术研发人员：胡雪峰，毛来安，穆坤书，张乔，
申请(专利权)人：安徽工业大学，
类型：发明
国别省市：