APFC变换器控制方法、APFC变换器及工业电源技术

本发明专利技术涉及工业电源电力电子控制技术领域，公开了一种APFC变换器控制方法、APFC变换器及工业电源，方法包括：获取APFC变换器的输出电压、输入电压和电感电流；根据预设的参考电压与所述输出电压的电压误差值获取电压调节值；根据所述电压调节值与所述输入电压获取参考电流；根据所述参考电流与所述电感电流获取电流误差值；获取比例积分参数的调节系数；根据所述调节系数调节积分参数和比例参数；根据所述积分参数、所述比例参数和所述电流误差值计算输出的控制量；将所述控制量与锯齿谐波进行比较，以调整占空比，输出PWM信号。本发明专利技术能够根据输入电压的波形改变APFC变换器控制器的调节系数，以此提高APFC变换器的功率因数，很大程度上降低了谐波含量。很大程度上降低了谐波含量。很大程度上降低了谐波含量。

【技术实现步骤摘要】
APFC变换器控制方法、APFC变换器及工业电源


[0001]本专利技术涉及工业电源电力电子控制的
，主要涉及一种APFC(Active Power Factor Correction，有源功率因数校正)变换器控制方法、APFC变换器及工业电源。

技术介绍

[0002]实际工业生产中大部分都是发出的高压交流电，若想满足不同用户对电力特性的需求，需要将工频交流电转化为直流电再供给用电设备。
[0003]现有的技术中，通常选择常规的全桥整流滤波电流变换电路实现交变直功能，但输入电流只在输入电压大于输出电压时才有电流，畸变严重，THD(Total Harmonic Distortion，总谐波失真)含量极高，大量使用会影响电网正常运行，使用APFC技术能提高电力电子装置的功率因数，减少电网谐波污染，但APFC变换器采用的控制器的调节系数一般为固定值，即电流波形不能很好地跟踪输入电压波形，影响了APFC变换器的功率因数。

技术实现思路

[0004]本申请实施例提供了一种APFC变换器控制方法、APFC变换器及工业电源，能够根据输入电压的波形改变APFC变换器控制器的调节系数，以此提高APFC变换器的功率因数，很大程度上降低了谐波含量。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术实施方式采用的一个技术方案是提供一种APFC变换器控制方法，所述方法包括：获取APFC变换器的输出电压、输入电压和电感电流；根据预设的参考电压与所述输出电压的电压误差值进行误差放大处理，以获取电压调节值；根据所述电压调节值与所述输入电压获取参考电流；根据所述参考电流与所述电感电流获取电流误差值；获取比例积分参数的调节系数；根据所述调节系数调节积分参数和比例参数；根据所述积分参数、所述比例参数和所述电流误差值计算输出的控制量；将所述控制量与锯齿谐波进行比较，以调整占空比，输出PWM信号，其中，所述PWM信号用于调节所述APFC变换器的电感电流，以使所述电感电流波形跟踪输入电压波形。
[0006]可选的，所述获取比例积分参数的调节系数包括：根据下述公式获取所述调节系数，所述公式为：
[0007]coeff＝
‑
k*|V
in
|/V
max
+b
[0008]其中，coeff为所述调节系数，k、b为调节参数，|V
in
|为脉动电压，V
max
为电网电压峰值。
[0009]可选的，所述根据所述调节系数调节积分参数和比例参数，包括：根据下述公式调节所述积分参数和所述比例参数，所述公式为：
[0010]k
p
＝K
p
*coeff
[0011]k
i
＝K
i
*coeff
[0012]其中，k
p
为调节后的比例参数，k
i
为调节后的积分参数，K
p
为调节前的比例参数，K
i
为调节前的积分参数，coeff为所述调节系数。
[0013]可选的，根据所述积分参数、所述比例参数和所述电流误差值计算输出的控制量，包括：根据下述公式计算所述控制量，所述公式为：
[0014]y＝k
p
*ΔI+k
i
*T
s
*1/(z
‑
1)*ΔI
[0015]其中，y为所述控制量，ΔI为所述电流误差值，Ts为计算周期，1/(z
‑
1)为零阶保持器的变化特性，k
p
为所述调节后的比例参数，k
i
为所述调节后的积分参数。
[0016]可选的，所述在执行所述获取APFC变换器的输出电压、输入电压和电感电流的步骤之后，还包括：对所述输出电压、所述输入电压和所述电感电流分别进行滤波校正处理。
[0017]可选的，所述APFC变换器还包括电感和整流电容，在执行所述获取APFC变换器的输出电压、输入电压和电感电流的步骤之前，所述方法还包括：当输入电压增加至市网电压时启动限流保护；根据所述输入电压获取所述脉动电压；利用所述脉动电压对所述电感和所述整流电容充电；当充电至所需的电压状态时切出限流保护。
[0018]为解决上述技术问题，本专利技术实施方式采用的又一个技术方案是提供一种APFC控制器，所述APFC控制器包括：控制电路，所述控制电路包括控制单元，以及与所述控制单元分别连接的模数转换器、第一控制器、第二控制器和数据处理单元，所述控制单元用于发送采样信号至所述模数转换器；所述模数转换器用于根据所述采样信号采样获得APFC变换器的输出电压、输入电压和电感电流；所述第一控制器用于获取预设的参考电压和所述输出电压，并根据所述预设的参考电压和所述输出电压控制输出电压调节值；所述数据处理单元用于获取所述电压调节值和所述输入电压，并根据所述电压调节值和所述输入电压计算输出参考电流；所述第二控制器用于：根据所述参考电流与所述电感电流获取电流误差值；获取比例积分参数的调节系数，根据所述调节系数调节积分参数和比例参数，根据所述积分参数、所述比例参数和所述电流误差值计算输出的控制量；将所述控制量与锯齿谐波进行比较，以调整占空比，输出PWM信号，其中，所述PWM信号用于调节所述APFC变换器的电感电流，以使所述电感电流波形跟踪输入电压波形。
[0019]可选的，所述控制电路还包括采样滤波处理单元，在所述模数转换器获取到所述输出电压、所述输入电压和所述电感电流后，所述采样滤波处理单元用于：对所述输出电压、所述输入电压和所述电感电流分别进行滤波校正处理。
[0020]可选的，所述APFC变换器还包括电感、整流电容、启动限流装置和整流桥；所述启动限流装置用于当输入电压增加至市网电压时启动限流保护；所述整流桥用于根据所述输入电压获取所述脉动电压，以对所述电感和所述整流电容充电；所述启动限流装置还用于在充电至所需的电压状态时切出限流保护。
[0021]为解决上述技术问题，本专利技术实施方式采用的另一个技术方案是提供一种工业电源，所述工业电源包括如上所述的APFC变换器。
[0022]区别于相关技术的情况，本专利技术实施例提供了一种APFC变换器控制方法、APFC变换器及工业电源，通过获取APFC变换器的输出电压、输入电压和电感电流；根据预设的参考电压与所述输出电压的电压误差值进行误差放大处理，以获取电压调节值；根据所述电压调节值与所述输入电压获取参考电流；根据所述参考电流与所述电感电流获取电流误差值；获取比例积分参数的调节系数；根据所述调节系数调节积分参数和比例参数；根据所述积分参数、所述比例参数和所述电流误差值计算输出的控制量；将所述控制量与锯齿谐波进行比较，以调整占空比，输出PWM信号，其中，所述PWM信号用于调节所述APFC变换器的电
感电流，以使所述电感电流波形跟踪输入电压波形。本专利技术实施例提供的APFC变换器控制方法和APFC变换器通过市网电压的波形改变本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种APFC变换器控制方法，其特征在于，包括：获取APFC变换器的输出电压、输入电压和电感电流；根据预设的参考电压与所述输出电压的电压误差值进行误差放大处理，以获取电压调节值；根据所述电压调节值与所述输入电压获取参考电流；根据所述参考电流与所述电感电流获取电流误差值；获取比例积分参数的调节系数；根据所述调节系数调节积分参数和比例参数；根据所述积分参数、所述比例参数和所述电流误差值计算输出的控制量；将所述控制量与锯齿谐波进行比较，以调整占空比，输出PWM信号，其中，所述PWM信号用于调节所述APFC变换器的电感电流，以使所述电感电流波形跟踪输入电压波形。2.根据权利要求1所述的APFC变换器控制方法，其特征在于，所述获取比例积分参数的调节系数包括：根据下述公式获取所述调节系数，所述公式为：coeff＝
‑
k*|V
in
|/V
max
+b其中，coeff为所述调节系数，k、b为调节参数，|V
in
|为脉动电压，V
max
为电网电压峰值。3.根据权利要求1所述的APFC变换器控制方法，其特征在于，所述根据所述调节系数调节积分参数和比例参数，包括：根据下述公式调节所述积分参数和所述比例参数，所述公式为：k
p
＝K
p
*COeffk
i
＝K
i
*coeff其中，k
p
为调节后的比例参数，k
i
为调节后的积分参数，K
p
为调节前的比例参数，K
i
为调节前的积分参数，coeff为所述调节系数。4.根据权利要求1所述的APFC变换器控制方法，其特征在于，所述根据所述积分参数、所述比例参数和所述电流误差值计算输出的控制量，包括：根据下述公式计算所述控制量，所述公式为：y＝k
p
*ΔI+K
i
*T
s
*1/(z
‑
1)*ΔI其中，y为所述控制量，ΔI为所述电流误差值，Ts为计算周期，1/(z
‑
1)为零阶保持器的变化特性，k
p
为所述调节后的比例参数，k
i
为所述调节后的积分参数。5.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王重，吴琼，
申请(专利权)人：武汉麦格米特电气有限公司，
类型：发明
国别省市：