【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力电子交-直流变换，特别是一种多相交错apfc输入侧电流自平衡系统及方法。
技术介绍
1、apfc(active power factor correction)是一种常见的有源功率因数校正装置，能够有效抑制交流侧电流谐波分量，但是随着设计要求输出容量的增加，apfc电路输出功率受限于单体宽禁带半导体功率器件输出能力，单个电路遭遇功率输出瓶颈，因此通常把apfc和mosfet并联使用，但是由于mosfet参数存在差异，输出特性不匹配，直接并联的功率器件很难保持电流平均分配，热应力容易偏移在一个mosfet上，影响工作稳定性和可靠性。
2、交错并联是一种组合了串联和并联的连接方式。在交错并联中，多个电器或电路元件被分成若干个并联组，每个并联组中的元件是串联连接的，这种连接方式既有并联的电压相同特点，又有串联的电流共用特点，常用于复杂的电路设计中，以满足特定的电压和电流要求。交错并联虽然在电磁兼容特性上比直接并联更好，但是同样存在由于元器件的精度误差、交错相的控制环路反馈信号差异、输出电压偏差等原因导致的交错相输出功率不同和主功率电路电流应力差异，电流静差始终存在，因而交错并联也存在电流应力不均的问题。
3、因此，亟待对多相交错apfc中电流应力不均的问题进行研究，使apfc交错相之间的电流能够动态调节，避免稳态电流静差，防止出现功率管因热应力集中导致损坏的问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种能够避免多相交错apfc稳态电流静差
2、实现本专利技术目的的技术解决方案为：一种多相交错apfc输入侧电流自平衡系统，包括顺次设置的输入侧相电流取样模块、相电流有效值计算模块、相电流均值滤波模块、相电流对中偏差模块、误差缩放模块和瞬时电流值随机补偿模块；
3、所述输入侧相电流取样模块，用于对多相交错apfc主电路交流输入侧相电流进行离散化采样；
4、所述相电流有效值计算模块，用于根据相电流离散采样值进行有效值计算；
5、所述相电流均值滤波模块，用于对不同路相同相电流有效值进行均值滤波；
6、所述相电流对中偏差模块，用于将参与均值滤波的每相电流有效值与均值滤波结果求差，获取各相电流对中偏差；
7、所述误差缩放模块，用于将对中偏差量按照不同路电流偏移程度进行比例缩放，调节校正速度；
8、所述瞬时电流值随机补偿模块，用于使用误差缩放结果随机补偿每相电流瞬时值，得到校正后结果，作为控制方程输入，改变控制输出占空比，动态调节不同路相电流分配。
9、一种多相交错apfc输入侧电流自平衡方法，包括以下步骤：
10、步骤1、输入侧相电流取样模块对多相交错apfc主电路交流输入侧相电流进行离散化采样，获取多相电流瞬时值，输出到相电流有效值计算模块；
11、步骤2、相电流有效值计算模块进行有效值计算，得到各相电流有效值，运算结果输出到相电流均值滤波模块；
12、步骤3、在相电流均值滤波模块内进行不同路相同相电流均值滤波，结果送输出到相电流对中偏差模块；
13、步骤4、相电流对中偏差模块分别将不同路的相同相电流与对应均值求差，获取每相电流有效值关于均值滤波结果的对中偏差，输出到误差缩放模块；
14、步骤5、误差缩放模块进行可调节比例缩放，缩放后结果送入瞬时电流值随机补偿模块；
15、步骤6、瞬时电流值随机补偿模块采用缩放后的对中偏差量对每相电流瞬时值进行随机补偿，动态调节不同路相电流分配。
16、进一步地，步骤1中，输入侧相电流取样模块对多相交错apfc主电路交流输入侧相电流进行离散化采样，获取多相电流瞬时值，输出到相电流有效值计算模块，具体如下：
17、输入侧相电流取样模块分别采集第1路至第n路电流互感器输出电压瞬时值i1～in，输出到相电流有效值计算模块。
18、进一步地，步骤2中，相电流有效值计算模块进行有效值计算，得到各相电流有效值，具体如下：
19、相电流有效值计算模块根据输入侧相电流取样模块的输出进行均方根计算，计算公式为：
20、
21、其中，n表示第n路apfc，t是采样周期，i是采样瞬时值。
22、进一步地，步骤3中，在相电流均值滤波模块内进行不同路相同相电流均值滤波，具体如下：
23、相电流均值滤波模块根据相电流有效值计算模块输出的均方根计算in，计算有效值的算术平均值iv，计算公式为：
24、
25、进一步地，步骤4中，相电流对中偏差模块分别将不同路的相同相电流与对应均值求差，获取每相电流有效值关于均值滤波结果的对中偏差，具体如下：
26、相电流对中偏差模块根据相电流均值滤波模块输出的有效值的算术平均值iv，用多相交错apfc主电路的实际采样瞬时电流值与iv求差，得到初始误差en，计算公式为：
27、en＝in-iv
28、进一步地，步骤5中，误差缩放模块进行可调节比例缩放，具体如下：
29、初始误差值为矢量，保留运算结果符号，表明每相电流的偏差程度和方向，然后将该初始误差值输出给误差缩放模块进行比例缩放，计算公式为：
30、e'n＝k*en
31、其中比例系数k根据两路电流偏差随机取值，k＞0。
32、进一步地，步骤6中，瞬时电流值随机补偿模块采用缩放后的对中偏差量对每相电流瞬时值进行随机补偿，动态调节不同路相电流分配，具体如下：
33、瞬时电流值随机补偿模块采用误差缩放模块输出的结果，补偿实际采样电流瞬时值，得到反向修正后的相电流，计算公式为：
34、in'＝in+e'n
35、使用反向修正后的电流值in'替代实际采样电流值in作为控制方程的输入，进行驱动信号占空比计算，控制输出功率管开通和关断时间，完成不同路相同相电流动态调节。
36、本专利技术与现有技术相比，其显著优点在于：(1)按照多相交错apfc主电路交流输入侧相电流实际采样值与控制预期之间的偏差，反向修正控制变量，校正最终输出，使apfc交错相之间的电流能够动态调节，避免稳态电流静差，防止直接并联的某一路功率管因热应力集中导致损坏，提高了多相交错apfc系统的稳定性；(2)方法简单，实现成本低，适用性强。
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1.一种多相交错APFC输入侧电流自平衡系统，其特征在于，包括顺次设置的输入侧相电流取样模块(1)、相电流有效值计算模块(2)、相电流均值滤波模块(3)、相电流对中偏差模块(4)、误差缩放模块(5)和瞬时电流值随机补偿模块(6)；
2.一种多相交错APFC输入侧电流自平衡方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的多相交错APFC输入侧电流自平衡方法，其特征在于，步骤1中，输入侧相电流取样模块(1)对多相交错APFC主电路交流输入侧相电流进行离散化采样，获取多相电流瞬时值，输出到相电流有效值计算模块(2)，具体如下：
4.根据权利要求2所述的多相交错APFC输入侧电流自平衡方法，其特征在于，步骤2中，相电流有效值计算模块(2)进行有效值计算，得到各相电流有效值，具体如下：
5.根据权利要求2所述的多相交错APFC输入侧电流自平衡方法，其特征在于，步骤3中，在相电流均值滤波模块(3)内进行不同路相同相电流均值滤波，具体如下：
6.根据权利要求2所述的多相交错APFC输入侧电流自平衡方法，其特征在于，步骤4中，
7.根据权利要求2所述的多相交错APFC输入侧电流自平衡方法，其特征在于，步骤5中，误差缩放模块(5)进行可调节比例缩放，具体如下：
8.根据权利要求2所述的多相交错APFC输入侧电流自平衡方法，其特征在于，步骤6中，瞬时电流值随机补偿模块(6)采用缩放后的对中偏差量对每相电流瞬时值进行随机补偿，动态调节不同路相电流分配，具体如下：
...【技术特征摘要】
1.一种多相交错apfc输入侧电流自平衡系统，其特征在于，包括顺次设置的输入侧相电流取样模块(1)、相电流有效值计算模块(2)、相电流均值滤波模块(3)、相电流对中偏差模块(4)、误差缩放模块(5)和瞬时电流值随机补偿模块(6)；
2.一种多相交错apfc输入侧电流自平衡方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的多相交错apfc输入侧电流自平衡方法，其特征在于，步骤1中，输入侧相电流取样模块(1)对多相交错apfc主电路交流输入侧相电流进行离散化采样，获取多相电流瞬时值，输出到相电流有效值计算模块(2)，具体如下：
4.根据权利要求2所述的多相交错apfc输入侧电流自平衡方法，其特征在于，步骤2中，相电流有效值计算模块(2)进行有效值计算，得到各相电流有效值，具体如下：
...【专利技术属性】
技术研发人员：刘刚，丛天孺，潘李云，孙前刚，严金根，
申请(专利权)人：中国船舶集团有限公司第七二三研究所，
类型：发明
国别省市：
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