【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于功率因数校正，涉及一种基于网侧电压前馈补偿策略改善图腾柱无桥pfc电流畸变的控制方法。
技术介绍
1、电力电子设备的广泛应用和普及，不仅给生产生活带来了极大的便利，但由此带来的功率因数低、电网谐波污染等问题也日益严重。为了净化谐波污染、改善电网侧输入电流的质量，功率因数校正技术(power factor correction,pfc)应运而生。传统的有源pfc由于在整流环节引入了较多的导通损耗，因而效率偏低。随着对pfc效率要求的提高，无桥pfc由于可以实现更小的导通损耗而受到越来越多的关注，开始成为研究的热点。
2、在已有的各种无桥pfc拓扑中，图腾柱无桥pfc因其结构简单、器件数目少，被认为是最优的pfc拓扑选择，更有可能实现更高的优化效率和功率密度。尤其是随着碳化硅和氮化镓等宽禁带器件的发展和普及，连续电流模式图腾柱无桥pfc应用传统硅器件体二极管反向恢复损耗偏大的缺陷也得以克服，进一步拓宽了图腾柱无桥pfc在服务器电源、数据中心等领域的应用。
3、传统的图腾柱pfc致力于实现单位功率因数，即网侧电压和输入电流同相。但实际应用中发现，pfc的输入电流总是略超前于网侧电压，输入电流存在一定程度的畸变，如图1所示。输入电流的畸变严重影响了功率因数(power factor,pf)的提高，因此，有必要提出相应的控制策略改善甚至消除输入电流的畸变，进而实现单位功率因数校正的目的。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供
2、为达到上述目的，本专利技术公开了一种基于网侧电压前馈补偿策略改善图腾柱无桥pfc电流畸变的控制方法，包括：
3、在传统pfc电压电流双闭环控制的基础上，保持电压环控制架构不变，在电流环的结构上增加输入电压前馈补偿通道，实现对输入电流畸变的改善。
4、还包括：
5、前馈补偿通道以采样网侧电压为输入，网侧电压采样系数为kac，经网侧电压前馈补偿系数为kfwd的前馈补偿环节后，与电流环的控制输出作差，然后再经脉冲宽度调制后生成主动管控制所需的占空比，最后根据所述占空比进行主动管控制。
6、所述网侧电压前馈补偿环节的系数kfwd为：
7、
8、其中，r及c分别为图腾柱无桥pfc的输出负载电阻及输出电容，vo为图腾柱无桥pfc的输出电压，s为传递函数的拉普拉斯算子。
9、考虑到通常图腾柱无桥pfc的输出侧rc的时间常数远大于工频周期，所述网侧电压前馈补偿系数kfwd进一步化简为：
10、
11、简化后的电压前馈补偿系数kfwd为比例环节，只需周期性地采样输出电压vo更新前馈补偿系数。
12、使用锁相环重构的网侧电压进行电压前馈补偿。
13、在负载较轻时，满足pf>0.99的要求。
14、在航空应用频率400hz输入时，满足pf>0.99和thd<5％的要求。
15、本专利技术具有以下有益效果：
16、本专利技术所述的基于网侧电压前馈补偿改善图腾柱无桥pfc电流畸变的方法在具体操作时，在电流环的结构上增加输入电压前馈补偿通道，实现对输入电流畸变的改善，在未加入前馈补偿策略时，电流环带宽降低后，输入电流跟随网侧电压的能力会恶化很多；但在加入前馈补偿策略后，电流环带宽对pfc电流跟随特性几乎没有影响，环路设计不再迫切需要工频处的增益，可以将电流环的带宽降低，以适应较差的电感直流偏置特性并保证系统的稳定性，同时使得主电路的设计变得更加从容。经仿真实验，采用本专利技术后，在负载较轻时也能满足pf>0.99的要求；在航空应用频率400hz输入时，可以满足pf>0.99和thd<5％的要求。
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1.一种基于网侧电压前馈补偿策略改善图腾柱无桥PFC电流畸变的控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于网侧电压前馈补偿策略改善图腾柱无桥PFC电流畸变的控制方法，其特征在于，还包括：
3.根据权利要求2所述的基于网侧电压前馈补偿策略改善图腾柱无桥PFC电流畸变的控制方法，其特征在于，所述网侧电压前馈补偿环节的系数Kfwd为：
4.根据权利要求3所述的基于网侧电压前馈补偿策略改善图腾柱无桥PFC电流畸变的控制方法，其特征在于，考虑到通常图腾柱无桥PFC的输出侧RC的时间常数远大于工频周期，所述网侧电压前馈补偿系数Kfwd进一步化简为：
5.根据权利要求4所述的基于网侧电压前馈补偿策略改善图腾柱无桥PFC电流畸变的控制方法，其特征在于，简化后的电压前馈补偿系数Kfwd为比例环节，只需周期性地采样输出电压Vo更新前馈补偿系数。
6.根据权利要求1所述的基于网侧电压前馈补偿策略改善图腾柱无桥PFC电流畸变的控制方法，其特征在于，使用锁相环重构的网侧电压进行电压前馈补偿。
7.根据权利要求1所述的基于
8.根据权利要求1所述的基于网侧电压前馈补偿策略改善图腾柱无桥PFC电流畸变的控制方法，其特征在于，在航空应用频率400Hz输入时，满足PF>0.99和THD<5％的要求。
...【技术特征摘要】
1.一种基于网侧电压前馈补偿策略改善图腾柱无桥pfc电流畸变的控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于网侧电压前馈补偿策略改善图腾柱无桥pfc电流畸变的控制方法，其特征在于，还包括：
3.根据权利要求2所述的基于网侧电压前馈补偿策略改善图腾柱无桥pfc电流畸变的控制方法，其特征在于，所述网侧电压前馈补偿环节的系数kfwd为：
4.根据权利要求3所述的基于网侧电压前馈补偿策略改善图腾柱无桥pfc电流畸变的控制方法，其特征在于，考虑到通常图腾柱无桥pfc的输出侧rc的时间常数远大于工频周期，所述网侧电压前馈补偿系数kfwd进一步化简为：
5.根据权利要求4所述的基于网侧电压前馈补偿策略改...
【专利技术属性】
技术研发人员：裴云庆，赵烈，裴龙，李志祥，曹伟，王来利，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：
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