一种功率因数校正电路的控制方法技术

本发明专利技术总的来说涉及电子电路技术领域，提出一种功率因数校正电路的控制方法，包括以下步骤：当一个控制周期中的电感峰值电流i

【技术实现步骤摘要】
一种功率因数校正电路的控制方法


[0001]本专利技术总的来说涉及电子电路
具体而言，本专利技术涉及一种功率因数校正电路的控制方法。

技术介绍

[0002]PFC(Power Factor Correction，功率因数校正电路)是用于改善交流电源端的功率因数的电路，目前常见的PFC包括带整流管的boost型(升压型)PFC以及图腾柱PFC。
[0003]上述PFC的控制方式通常包括CRM(Critical Conduction Mode，电流临界模式)以及CCM(Continuous Current Mode，电流连续模式)。
[0004]然而在通过CRM控制的PFC中，当输入电压的实时值(V
in
)大于0.5倍的输出电压时，PFC的电感中的能量存储将不足而无法实现天然ZVS(Zero Voltage Switching，零电压开关)；并且在CRM控制的PFC中电感电流的纹波比较大，尤其是当功率增大时需要更大体积的滤波器，无法充分利用硬件电路的功率传输能力。
[0005]在通过CCM控制的PFC中虽然由于工作频率固定可以便于滤波器等电路元件的设计，然而由于通过CCM控制的PFC一直工作在硬开关状态下，因此开关损耗将一直存在，使得系统轻载效率会降低。

技术实现思路

[0006]为至少部分解决现有技术中的上述问题，本专利技术提出一种功率因数校正电路的控制方法，包括下列步骤：
[0007]当一个控制周期中的电感峰值电流i
PEAK
(n)和电感谷值电流i
TROUGH
(n)满足第一关系时，以CCM的工作模式控制功率因数校正电路中开关管的通断，其中第一关系表示为下式：
[0008]i
PEAK
(n)
‑
i
TROUGH
(n)＞2I
Ripple_MAX
[0009]其中，I
Ripple_MAX
表示第一预设值；以及
[0010]当一个控制周期中电感峰值电流i
PEAK
(n)和电感谷值电流i
TRoUGH
(n)不满足所述第一关系时，以CRM的工作模式控制功率因数校正电路中开关管的通断。
[0011]在本专利技术一个实施例中规定，以CRM的工作模式控制功率因数校正电路中开关管的通断时，每个控制周期的滞环电流下限i
L
(n)以及滞环电流上限i
H
(n)表示为下式：
[0012]i
L
(n)＝i
val
[0013][0014]其中，i
val
为负常数值，表示每个控制周期的交流电流参考瞬时值。
[0015]在本专利技术一个实施例中规定，所述功率因数校正电路的控制方法，包括：
[0016]计算每个控制周期的交流电流参考瞬时值表示为下式：
[0017][0018]其中，表示交流电流参考有效值、n表示一个交流电压周期中的控制周期个数、f表示交流电压频率、Δt表示一个控制周期；
[0019]其中计算交流电流参考有效值表示为下式：
[0020][0021]其中，表示输出电流参考有效值、表示输出电压参考值、V
AC_RMS
表示交流电压有效值。
[0022]在本专利技术一个实施例中规定，以CCM的工作模式控制功率因数校正电路中开关管的通断时，每个控制周期的滞环电流下限i
L
(n)、滞环电流上限i
H
(n)表示为下式：
[0023][0024][0025]其中，表示每个控制周期的交流电流参考瞬时值。
[0026]在本专利技术一个实施例中规定，，控制功率因数校正电路中开关管的通断包括：
[0027]当一个控制周期中的实时电感电流达到滞环电流下限或滞环电流上限时，控制功率因数校正电路中的开关管执行一次导通和关断。
[0028]在本专利技术一个实施例中规定，，控制功率因数校正电路中的开关管执行一次导通和关断包括：
[0029]在CRM工作模式下，以动态死区时间控制功率因数校正电路中的开关管执行一次导通和关断。
[0030]在本专利技术一个实施例中规定，，所述控制功率因数校正电路中的开关管执行一次导通和关断包括：
[0031]在CCM工作模式下，以固定死区时间控制功率因数校正电路中的开关管执行一次导通和关断。
[0032]在本专利技术一个实施例中规定：
[0033]当所述功率因数校正电路为图腾柱功率因数校正电路、输入交流电压处于正弦负半周时，并且以CRM的工作模式控制功率因数校正电路中开关管的通断时，每个控制周期的滞环电流下限i
L
(n)、滞环电流上限i
H
(n)表示为下式：
[0034]i
H
(n)＝
‑
i
val
[0035][0036]其中，i
val
为负常数值，表示每个控制周期的交流电流参考瞬时值。
[0037]本专利技术还提出一种boost型功率因数校正电路，其根据所述功率因数校正电路的控制方法进行控制。
[0038]本专利技术还提出一种图腾柱功率因数校正电路，其根据所述功率因数校正电路的控制方法进行控制。
[0039]本专利技术至少具有如下有益效果：本专利技术提出一种功率因数校正电路的控制方法，
其可以应用于Boost型PFC或者图腾柱PFC进行CRM模式和CCM的自动切换。其中PFC在小电流时工作在CRM模式下，可以在全输入电压范围内实现高频开关管的ZVS；当电流变大自动切换为CCM模式，使电感电流纹波控制在一定范围内，方便了电感及滤波器的设计。并且本方法通过采样节点电压，实现了死区自适应功能，进一步优化了系统的THD、PF等性能。本专利技术与传统的CCM模式相比。中轻载效率明显提升，功率因数高达0.999，峰值效率98.72％，实现了全负载范围内的高效率，具有重要的实用价值。
附图说明
[0040]为进一步阐明本专利技术的各实施例中具有的及其它的优点和特征，将参考附图来呈现本专利技术的各实施例的更具体的描述。可以理解，这些附图只描绘本专利技术的典型实施例，因此将不被认为是对其范围的限制。在附图中，为了清楚明了，相同或相应的部件将用相同或类似的标记表示。
[0041]图1示出了本专利技术一个实施例中一个提升PFC的轻载效率的控制方法的流程示意图。
[0042]图2示出了一个Boost型PFC的电路拓扑图。
[0043]图3示出了本专利技术一个实施例中根据所述功率因数校正电路的控制方法进行控制的PFC中的电感电流波形示意图。
[0044]图4示出了本专利技术一个实施例中根据所述功率因数校正电路的控制方法进行控制的图腾柱PFC中的电感电流波形和电压波形示意图。
[0045]图5示出了本专利技术一个实施例中根据所述功率因数校正电路的控制方法进行控制的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种功率因数校正电路的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：当一个控制周期中的电感峰值电流i
PEAK
(n)和电感谷值电流i
TROUGH
(n)满足第一关系时，以CCM的工作模式控制功率因数校正电路中开关管的通断，其中第一关系表示为下式：i
PEAK
(n)
‑
i
TROUGH
(n)＞2I
Ripple_MAX
其中，I
Ripple_MAX
表示第一预设值；以及当一个控制周期中电感峰值电流i
PEAK
(n)和电感谷值电流i
TROUGH
(n)不满足所述第一关系时，以CRM的工作模式控制功率因数校正电路中开关管的通断。2.根据权利要求1所述的功率因数校正电路的控制方法，其特征在于，以CRM的工作模式控制功率因数校正电路中开关管的通断时，每个控制周期的滞环电流下限i
L
(n)以及滞环电流上限i
H
(n)表示为下式：i
L
(n)＝i
val
其中，i
val
为负常数值，表示每个控制周期的交流电流参考瞬时值。3.根据权利要求2所述的功率因数校正电路的控制方法，其特征在于，包括：计算每个控制周期的交流电流参考瞬时值表示为下式：其中，表示交流电流参考有效值、n表示一个交流电压周期中的控制周期个数、f表示交流电压频率、Δt表示一个控制周期；其中计算交流电流参考有效值表示为下式：其中，表示输出电流参考有效值、表示输出电压参考值、V
AC_RMS
表示交流电压有效值。4.根据权利要求1所述的功率因数校正电路的控制方法，其特征在于，以CCM的工作模式控制功率因数校正电路中开关管的...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔凯，李科滨，刘斌，谢维，李大伟，
申请(专利权)人：华大半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：