【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力电子控制领域，尤其涉及一种功率因数校正电路控制参数的估算方法及系统。
技术介绍
1、功率因数校正是一种控制思想，为了使电网电压向用电系统输送尽可能高功率因数的电能，需要对输入电流的波形进行控制。功率因数校正广泛地应用于各类与电网相连的变换器电路的控制中。
2、以最基础的单相不控二极管整流加boost升压电路的拓扑为研究对象，功率因数校正的控制思路如下：采用电压电流双闭环控制的boostpfc电路的控制目标分别为输出稳定的直流电压和令电感电流以与电网电压同相位的正弦绝对值包络线变化。输出电压指令值与输出电压测量值作差，差值经过pi调节器得到电感电流指令值，由于在稳态下一般pi调节器输出为直流量，因此pi输出的电感电流指令值需要乘上一个与电网电压同相位的正弦绝对值，得到电感电流的实际指令值，作为电流控制环路的输入。因此为了得到与电网电压同相位的正弦绝对值，往往直接对电网电压进行分压测量，然后经过数值上的放缩后作为正弦指令注入电流环。对电网电压采样的精确程度对功率因数校正的效果影响较大。
3、上述直接利用电网电压的采样结果经数值放缩后作为正弦指令的方式存在一定的缺点，具体如下：
4、(1)boost电路的高频开关可能给电网电压采样回路引入噪声；
5、(2)由于前级整流二极管的存在，即采样整流所得半波电压无法反映出实际交流电网电压的过零段，采样半波存在失真现象；
6、因此为了更精确地还原真实的电网电压，进一步提高功率因数，减小电流的谐波失真，需要尽量减小采样电
技术实现思路
1、专利技术目的：本专利技术的第一目的是提供一种功率因数校正电路控制参数的估算方法，解决了采用实际电网电压采样结果存在干扰以及无法反映电网电压真实波形的问题。
2、本专利技术的第二目的是提供一种功率因数校正电路控制参数的估算系统，解决了采用实际电网电压采样结果存在干扰以及无法反映电网电压真实波形的问题。
3、技术方案：为实现以上目的，本专利技术公开了一种功率因数校正电路控制参数的估算方法，包括以下步骤：
4、电网电压经分压电路后送入比较电路的交流半波电压信号为vg2，电压基准电路产生一路基准电压信号vref送入比较电路，比较电路的输出信号送入mcu内；
5、配置mcu内部定时器为捕获模式，捕获比较电路输出信号的上升沿作为计数器置零动作的指令，并记录该时刻计数值为n0，捕获比较器输出下降沿，记录下降沿时刻的计数值为n1，计数频率由mcu内部寄存器操作对时基分频得到，计数周期用tc表示；
6、通过计数计算得到半波的周期th，其表达式为：
7、th＝n0·tc
8、得到电网电压频率ω为：
9、
10、得到电网电压的相位θ为：
11、
12、通过理想正弦函数的幅值和相角间的比例关系，估算得到功率因数校正电路整流半波电压幅值m为：
13、
14、其中k为经分压电路的缩小系数。
15、其中，所述基准电压信号vref小于交流半波电压信号vg2。
16、优选的，还包括步骤：重构半波交流电压指令vac2，重构公式为：
17、vac2＝|msin(ω·n·tc+θ)|。
18、再者，还包括步骤：计算交流电压均方根值vacrms，计算公式为：
19、
20、进一步，还包括步骤：计算得到电感电流指令信号ilref，电感电流指令信号ilref的表达式为：
21、
22、其中半波交流电压指令vac2替代采样交流半波信号vac，得到电感电流指令信号ilref的表达式为：
23、
24、其中vdcref为boost升压电路电压控制环路的直流电压参考指令，vdc为boost升压电路电压控制环路的直流电压反馈，kp为比例增益系数，ki为积分增益系数，n是mcu计数器的实时计数值。
25、本专利技术公开了一种功率因数校正电路控制参数的估算系统，包括信号产生模块、计数提取模块、周期计算模块、频率计算模块、相位计算模块和幅值计算模块，
26、所述信号产生模块用于将电网电压经分压电路后送入比较电路的交流半波电压信号为vg2，电压基准电路产生一路基准电压信号vref送入比较电路，比较电路的输出信号送入mcu内；
27、所述计数提取模块用于配置mcu内部定时器为捕获模式，捕获比较电路输出信号的上升沿作为计数器置零动作的指令，并记录该时刻计数值为n0，捕获比较器输出下降沿，记录下降沿时刻的计数值为n1，计数频率由mcu内部寄存器操作对时基分频得到，计数周期用tc表示；
28、所述周期计算模块用于通过计数计算得到半波的周期th，其表达式为：
29、th＝n0·tc
30、所述频率计算模块用于得到电网电压频率ω为：
31、
32、所述相位计算模块用于得到电网电压的相位θ为：
33、
34、所述幅值计算模块用于通过理想正弦函数的幅值和相角间的比例关系，估算得到功率因数校正电路整流半波电压幅值m为：
35、
36、其中k为经分压电路的缩小系数。
37、其中，所述信号产生模块中基准电压信号vref小于交流半波电压信号vg2。
38、优选的，还包括重构电压指令模块，所述重构电压指令模块用于重构半波交流电压指令vac2，重构公式为：
39、vac2＝|msin(ω·n·tc+θ)|。
40、再者，还包括电压均方根计算模块，所述电压均方根计算模块用于计算交流电压均方根值vacrms，计算公式为：
41、
42、进一步，还包括电感电流指令信号计算模块，所述电感电流指令信号计算模块用于计算得到电感电流指令信号ilref，电感电流指令信号ilref的表达式为：
43、
44、其中半波交流电压指令vac2替代采样交流半波信号vac，得到电感电流指令信号ilref的表达式为：
45、
46、其中vdcref为boost升压电路电压控制环路的直流电压参考指令，vdc为boost升压电路电压控制环路的直流电压反馈，kp为比例增益系数，ki为积分增益系数，n是mcu计数器的实时计数值。
47、有益效果：与现有技术相比，本专利技术具有如下显著优点：
48、(1)本专利技术可在不使用mcu的adc采样模块对整流电压分压信号进行采样的前提下，实现对整流电网电压信号幅值、相位的估算，相较于adc采样，可重构出更接近真实电网电压的信号用于功率因数校正控制；
49、(2)本专利技术通过捕获比较器输出的上升沿和下降沿即可同时估算得到电网电压的幅值、频率和相角，操作与计算实现相对比较简单，占用mc本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种功率因数校正电路控制参数的估算方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种功率因数校正电路控制参数的估算方法，其特征在于：所述基准电压信号vref小于交流半波电压信号vg2。
3.根据权利要求1所述的一种功率因数校正电路控制参数的估算方法，其特征在于：还包括步骤：重构半波交流电压指令vAC2，重构公式为：
4.根据权利要求3所述的一种功率因数校正电路控制参数的估算方法，其特征在于：还包括步骤：计算交流电压均方根值vACrms，计算公式为：
5.根据权利要求4所述的一种功率因数校正电路控制参数的估算方法，其特征在于：还包括步骤：计算得到电感电流指令信号iLref，电感电流指令信号iLref的表达式为：
6.一种功率因数校正电路控制参数的估算系统，其特征在于，包括信号产生模块、计数提取模块、周期计算模块、频率计算模块、相位计算模块和幅值计算模块，
7.根据权利要求6所述的一种功率因数校正电路控制参数的估算系统，其特征在于：所述信号产生模块中基准电压信号vref小于交流半波电压信号vg2。
8.根据权利要求6所述的一种功率因数校正电路控制参数的估算系统，其特征在于：还包括重构电压指令模块，所述重构电压指令模块用于重构半波交流电压指令vAC2，重构公式为：
9.根据权利要求8所述的一种功率因数校正电路控制参数的估算系统，其特征在于：还包括电压均方根计算模块，所述电压均方根计算模块用于计算交流电压均方根值vACrms，计算公式为：
10.根据权利要求9所述的一种功率因数校正电路控制参数的估算系统，其特征在于：还包括电感电流指令信号计算模块，所述电感电流指令信号计算模块用于计算得到电感电流指令信号iLref，电感电流指令信号iLref的表达式为：
...【技术特征摘要】
1.一种功率因数校正电路控制参数的估算方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种功率因数校正电路控制参数的估算方法，其特征在于：所述基准电压信号vref小于交流半波电压信号vg2。
3.根据权利要求1所述的一种功率因数校正电路控制参数的估算方法，其特征在于：还包括步骤：重构半波交流电压指令vac2，重构公式为：
4.根据权利要求3所述的一种功率因数校正电路控制参数的估算方法，其特征在于：还包括步骤：计算交流电压均方根值vacrms，计算公式为：
5.根据权利要求4所述的一种功率因数校正电路控制参数的估算方法，其特征在于：还包括步骤：计算得到电感电流指令信号ilref，电感电流指令信号ilref的表达式为：
6.一种功率因数校正电路控制参数的估算系统，其特征在于，包括信号产生模块、计数提取模块、周期计算模块、...
【专利技术属性】
技术研发人员：夏宇航，赵文才，储俊杰，李鹏，
申请(专利权)人：南京凌鸥创芯电子有限公司，
类型：发明
国别省市：
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