基于固定关断时间的功率因数校正变换器及其控制方法技术

一种基于固定关断时间的功率因数校正变换器及其控制方法，首先基于变换器的电压环的输出值和单相交流信号的电压采样值，得到电感L1上流过的电感电流的设定平均值，其次基于电感L1上流过的电感电流的设定平均值及变换器所处的工作模式，确定电感电流的峰值设定值，然后在电感电流的采样值大于电感电流的峰值设定值时，复位PWM载波，并基于PWM载波和预设的关断设定值之间的大小关系，输出相应的PWM控制信号，以在固定关断时间的基础上，实现混合模式的功率因数校正变换器。合模式的功率因数校正变换器。合模式的功率因数校正变换器。

【技术实现步骤摘要】
基于固定关断时间的功率因数校正变换器及其控制方法


[0001]本专利技术涉及变换器
，具体涉及一种基于固定关断时间的功率因数校正变换器及其控制方法。

技术介绍

[0002]在固定频率的电流连续模式的功率因数校正（PFC）控制中，通常只能在中高负载情况下得到较好的谐波电流畸变率（ithd）和功率因数（PF值）。然而，变换器在高压输入或者轻负载的情况下，变换器中电感的电流将不能一直保持在连续电流状态（CCM模式：连续导通模式），更多的是运行在电流非连续状态（DCM模式：非连续导通模式），因此会明显的影响到在高压或轻负载情况下的功率因数校正的控制效果，导致输入电流谐波增大和其它电性能参数指标的劣化，同时还会带来开关管的损耗，不能优化全负载范围的变换效率。
[0003]如图1所示，图1是典型的单相电网输入基于BOOST变换器的功率因数校正电路的原理图。图2和图3分别是是电感电流在CCM模式和DCM模式工作的波形，其中A为电感电流，B为电感电流的平均值，C为BOOST变换器中开关管的漏极（D）和源极（S）之间的电压Vds，从图中可以看出，在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于固定关断时间的功率因数校正变换器，其特征在于，包括：交流输入端，用于获取单相交流信号；整流模块，用于将所述单相交流信号整流为直流信号；升压变换模块，包括电感L1和开关管Q1，所述电感L1的一端用于获取所述直流信号，电感L1的另一端连接开关管Q1的第一极，开关管Q1的第二极连接地，所述升压变换模块用于通过开关管Q1的导通和关断对所述直流信号进行升压变换，以得到输出电压；控制模块，用于获取所述变换器的电压环的输出值和所述单相交流信号的电压采样值，基于所述变换器的电压环的输出值和所述单相交流信号的电压采样值，得到所述电感L1上流过的电感电流的设定平均值；所述控制模块还用于基于所述电感L1上流过的电感电流的设定平均值及所述变换器所处的工作模式，确定所述电感电流的峰值设定值；所述控制模块还用于获取PWM载波，并在所述开关管Q1导通的情况下，获取所述电感L1上流过的电感电流的采样值，在所述电感电流的采样值大于所述电感电流的峰值设定值时，复位PWM载波，以使所述开关管Q1从导通进入关断；所述控制模块还用于获取预设的关断设定值，并基于所述PWM载波和预设的关断设定值之间的大小关系，输出相应的PWM控制信号，所述PWM控制信号用于控制所述开关管Q1的导通和关断。2.如权利要求1所述的功率因数校正变换器，其特征在于，基于所述PWM载波和预设的关断设定值之间的大小关系，输出相应的PWM控制信号包括：在所述PWM载波的值大于所述预设的关断设定值时，输出控制所述开关管Q1导通的PWM控制信号；在所述PWM载波的值小于等于所述预设的关断设定值时，输出控制所述开关管Q1关断的PWM控制信号。3.如权利要求1所述的功率因数校正变换器，其特征在于，基于所述变换器的电压环的输出值和所述单相交流信号的电压采样值，得到所述电感L1上流过的电感电流的设定平均值包括：将所述变换器的电压环的输出值和所述单相交流信号的电压采样值的乘积作为所述电感L1上流过的电感电流的设定平均值。4.如权利要求1所述的功率因数校正变换器，其特征在于，基于所述电感L1上流过的电感电流的设定平均值及所述变换器所处的工作模式，确定所述电感电流的峰值设定值包括：在CRM和DCM模式时，所述电感电流的峰值设定值的表达式如下：，在CCM模式时，所述电感电流的峰值设定值的表达式如下：，其中，表示电感电流的设定平均值，表示电感电流的峰值设定值，表示开
关管Q1的导通时间，表示开关管Q1的关断时间，表示电感电流的谷底值，表示电感电流为0的时间，在CRM模式时，为0。5.如权利要求4所述的功率因数校正变换器，其特征在于，所述控制模块包括：取绝对值器Abs、增益器Gain1和乘法器Product；所述取绝对值器Abs用于对所述单相交流信号的电压瞬时值进行取绝对值处理，得到所述单相交流电信号的电压采样值；所述增益器Gain1用于对所述单相交流电信号的电压采样值乘以增益K；所述乘法器Product用于对所述增益器Gain1出的电压采样值和所述变换器的电压环的输出值进行相乘，得到所述电感L1上流过的电感电流的设定平均值。6.如权利要求5所述的功率因数校正变换器，其特征在于，所述控制模块还包括：增益器Gain2、减法器Sub、比较器CC1、采样保持器Zoh1、上升沿触发器Triggered Subsystem、比较器CC3、滤波器LPF、限幅器Saturation1、增益器Gain3、除法器Divide、限幅器Saturation2和切换器Switch；所述触发器Triggered Subsystem用于获取电感L1上流过的电感电流的瞬时值，并在PWM载波pwm_set为上升沿时，输出所述电感电流的谷底值；所述采样保持器Zoh1对所述电感电流的谷底值进行采样保持；所述比较器CC1用于获取采样保持器Zoh1输出的所述电感电流的谷底值，并在所述电感电流的谷底值小于等于预设值时，输出高电平信号，在所述电感电流的采样值大于预设值时，输出低电平信号；所述增益器Gain2用于对所述电感L1上流过的电感电流的设定平均值进行增益处理，得到2倍的电感电流的设定平均值；所述减法器Sub用于将所述增益器Gain2输出的2倍的电感电流的设定平均值减去所述电感电流的谷底值，得到CCM模式下所述电感电流的峰值设定值；所述比较器CC3用于获取电感L1上流过的电感电流的瞬时值，并电感L1上流过的电感电流的瞬时值大于0...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨帅，栾博悦，欧雪春，东伟，
申请(专利权)人：茂睿芯深圳科技有限公司，
类型：发明
国别省市：