多路无桥ＰＦＣ电路的控制方法技术

本发明专利技术涉及一种多路无桥ＰＦＣ电路的控制方法，所述多路无桥ＰＦＣ电路包括交错并联在工作电源和负载之间的至少两路无桥ＰＦＣ电路，所述多路无桥ＰＦＣ电路具有３种工作状态：在全通状态时，所有无桥ＰＦＣ电路同时导通；在全断状态时，所有无桥ＰＦＣ电路同时关断；在部分导通状态时，至少一路无桥ＰＦＣ电路导通且至少一路无桥ＰＦＣ电路关断；该控制方法所涉及的无桥ＰＦＣ电路中采用交错并联的技术；通过交错并联，减小了ＰＦＣ正负母线对输入的电压波动，降低了无桥ＰＦＣ的共模ＥＭＩ干扰，并减小了输入和输出的电流纹波；通过交错并联，减小正负母线的电压波动，增大了波动频率，可以减小无桥ＰＦＣ电路中的电平箝位电容，同时降低了电平箝位电容的纹波电流，减小了损耗，并有利于提高功率密度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及PFC电路的控制方法，更具体地说，涉及一种多路无桥PFC 电路的控制方法。
技术介绍
为了提高功率因数、降低输入电流谐波含量，在电力电子设备中大多采 用PFC (功率因数校正)电路进行调节。和传统的PFC电路相比，无桥PFC 电路如图1所示，其具有两个主要优点①电路结构简单；②效率高，因为 不存在输入整流桥，固可以减小导通损耗。PFC的交错并联技术，是在多路并 联的PFC电路中，利用输入和输出电流由多路并联的电流相加得到，通过对 多路并联的PFC进行交错驱动，使得输入输出电流纹波可以部分或者完全抵 消(依赖于占空比)，从而大大减小了输入输出电流的纹波。高效率是电能变换装置的一个重要的发展趋势，无桥PFC由于其没有交 流输入整流桥，减小了损耗，可以非常有效的提高效率。然而，由于无桥PFC 电路正负母线相对于交流输入，电压存在高频的波动，因此无桥PFC电路也 存在着限制其广泛应用的主要缺点，即输入共模电磁干扰严重。另外，具有 较大的输入和输出的电流纹波，正负母线的电压波动较大，波动频率较低， 在无桥PFC电路中要使用较大的电平箝位电容，同时电平箝位电容的纹波电 流较大，损耗较高，功率密度较低。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述无桥PFC电路存在 着输入共模电磁干扰严重。另外，具有较大的输入和输出的电流纹波，正负 母线的电压波动较大，波动频率较低，在无桥PFC电路中要使用较大的电平箝位电容，同时电平箝位电容的纹波电流较大，损耗较高，功率密度较低等缺陷，提供一种多路无桥PFC电路的控制方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是构造一种多路无桥PFC电 路的控制方法，所述多路无桥PFC电路包括交错并联在交流电源和负载之间 的至少两路无桥PFC电路，所述多路无桥PFC电路具有3种工作状态在全 通状态时，所有无桥PFC电路同时导通；在全断状态时，所有无桥PFC电路 同时关断；在部分导通状态时，至少一路无桥PFC电路导通且至少一路无桥 PFC电路关断；其中，在一个开关周期T内，对每一路的无桥PFC电路进行脉宽调制时， 通过对各路无桥PFC进行交错控制，使得在该开关周期内，所述多路无桥PFC 电路的工作状态仅在全通状态和部分导通状态之间进行转换、仅在全断状态 和部分导通状态之间进行转换、或保持在部分导通状态。在本专利技术所述的多路无桥PFC电路的控制方法中，在一个开关周期T内， 当所述多路无桥PFC电路的工作状态保持在部分导通状态时，至少有一路无 桥PFC电路在导通和关断之间进行转换。在本专利技术所述的多路无桥PFC电路的控制方法中，在一个开关周期T内， 所述多路无桥PFC电路中导通的无桥PFC电路的数量保持不变，因此当该多 路无桥PFC电路保持在部分导通状态时，就可具有非常小的电压抖动或没有 电压抖动。在本专利技术所述的多路无桥PFC电路的控制方法中，在一个开关周期T内， 所述多路无桥PFC电路中导通的无桥PFC电路的数量之间的差的绝对值为1、 2或3。其中，对于导通的无桥PFC电路的数量的变化范围为正负1时，即变 化后的导通的无桥PFC电路的数量比变化前的导通的无桥PFC电路的数量多1 路或少1路，这样电压抖动也比较小，为实现这样的技术效果可调节交错控 制的交错角度，即如果有n路无桥PFC电路并联时，每路无桥PFC电路开关依 次均匀错开T/n时间，1)、当D〈l/n时，同时导通的无桥PFC电路数量的变 化为1、 0、 1、 0、 1 ; 2)、当l/n〈D〈2/n时，同时导通的无桥PFC电路数量的变化为2、 1、 2、 1、 2……；3)、当(m-l) /n〈D〈m/n时，同时导通的无桥PFC电路数量的变化为m、 (m-l)、m、 (m-l)、m……，其中m， (m-1) 为同时导通的数量；因此，对于不同占空比均实现在一个开关周期内，所 述多路无桥PFC电路中导通的无桥PFC电路的数量之间的差的绝对值为1。在本专利技术所述的多路无桥PFC电路的控制方法中，所述多路无桥PFC电 路包括交错并联的n路无桥PFC电路；在每个开关周期中，每路无桥PFC电 路开关依次均匀错开T/n时间,其中，n为自然数。在本专利技术所述的多路无桥PFC电路的控制方法中，所述多路无桥PFC电 路包括交错并联的第一无桥PFC电路和第二无桥PFC电路；第一无桥PFC电 路和第二无桥PFC电路开关相位均匀错开T/2时间；例如，假定开关周期T 为360度，第一无桥PFC电路和第二无桥PFC电路开关相位均匀错开180度。在本专利技术所述的多路无桥PFC电路的控制方法中，调制输入所述多路无 桥PFC电路的占空比，使得在一个开关周期内，当所述占空比大于0.5时， 所述多路无桥PFC电路的工作状态仅在全通状态和部分导通状态之间进行转 换；当所述占空比小于0. 5时，所述多路无桥PFC电路的工作状态仅在全断 状态和部分导通状态之间进行转换；当所述占空比等于0.5时，所述多路无 桥PFC电路的工作状态保持在部分导通状态。在本专利技术所述的多路无桥PFC电路的控制方法中，每一路无桥PFC电路 包括电感L1、 二极管D1、 D2、开关管Q1、 Q2;其中，二极管D1的阳极与开关管Q1的第一端连接，并连接到电感Ll的 一端，电感Ll的另一端耦合到所述交流电源的第一输出端；优选的，所述交 流电源的第一输出端作为该无桥PFC电路的火线接入端；二极管D2的阳极与开关管Q2的第一端连接，并耦合到所述交流电源的 第二输出端；优选的，所述交流电源的第二输出端作为该无桥PFC电路的零 线接入端；二极管Dl与二极管D2的阴极连接并作为该无桥PFC电路的第一输出端; 优选的，该第一输出端作为正电压输出端-,开关管Ql的第二端与开关管Q2的第二端连接并作为该无桥PFC电路的 第二输出端；优选的，该第二输出端作为负电压输出端；在本专利技术所述的多路无桥PFC电路的控制方法中，每一路无桥PFC电路 包括电感L1、 二极管D1、 D2、开关管Q1、 Q2;其中，二极管D1的阳极与开关管Ql的第一端连接，并耦合到所述交流 电源的第一输出端；优选的，所述交流电源的第一输出端作为该无桥PFC电 路的火线接入端；二极管D2的阳极与开关管Q2的第一端连接，并连接到电感Ll的一端， 电感L1的另一端耦合到所述交流电源的第二输出端；优选的，所述交流电源 的第二输出端作为该无桥PFC电路的零线接入端；二极管Dl与二极管D2的阴极连接并作为该无桥PFC电路的第一输出端； 优选的，该第一输出端作为正电压输出端；开关管Ql的第二端与开关管Q2的第二端连接并作为该无桥PFC电路的 第二输出端；该第二输出端作为负电压输出端；在本专利技术所述的多路无桥PFC电路的控制方法中，每一路无桥PFC电路 包括电感L1、 L2、 二极管D1、 D2、开关管Q1、 Q2;其中，二极管D1的阳极与开关管Q1的第一端连接，并连接到电感L1的 一端，电感L1的另一端耦合到所述交流电源的第一输出端；优选的，所述交 流电源的第一输出端作为该无桥PFC电路的火线接入端；二极管D2的阳极与开关管Q2的第一端连接，并连接到电感L2的一端， 电感L2的另一端耦合到所述交流电源的第二输出端；优选的，所述交流电源 的第二输出端作为该无桥本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多路无桥ＰＦＣ电路的控制方法，所述多路无桥ＰＦＣ电路包括交错并联在交流电源和负载之间的至少两路无桥ＰＦＣ电路，其特征在于，所述多路无桥ＰＦＣ电路具有３种工作状态：在全通状态时，所有无桥ＰＦＣ电路同时导通；在全断状态时，所有无桥ＰＦＣ电路同时关断；在部分导通状态时，至少一路无桥ＰＦＣ电路导通且至少一路无桥ＰＦＣ电路关断；　　其中，在一个开关周期Ｔ内，对每一路的无桥ＰＦＣ电路进行脉宽调制时，通过对各路无桥ＰＦＣ进行交错控制，使得在该开关周期内，所述多路无桥ＰＦＣ电路的工作状态仅在全通状态和部分导通状态之间进行转换、仅在全断状态和部分导通状态之间进行转换、或保持在部分导通状态。

【技术特征摘要】
1、一种多路无桥PFC电路的控制方法，所述多路无桥PFC电路包括交错并联在交流电源和负载之间的至少两路无桥PFC电路，其特征在于，所述多路无桥PFC电路具有3种工作状态在全通状态时，所有无桥PFC电路同时导通；在全断状态时，所有无桥PFC电路同时关断；在部分导通状态时，至少一路无桥PFC电路导通且至少一路无桥PFC电路关断；其中，在一个开关周期T内，对每一路的无桥PFC电路进行脉宽调制时，通过对各路无桥PFC进行交错控制，使得在该开关周期内，所述多路无桥PFC电路的工作状态仅在全通状态和部分导通状态之间进行转换、仅在全断状态和部分导通状态之间进行转换、或保持在部分导通状态。2、 根据权利要求1所述的多路无桥PFC电路的控制方法，其特征在于， 在一个开关周期T内，当所述多路无桥PFC电路的工作状态保持在部分导通状 态时，至少有一路无桥PFC电路在导通和关断之间进行转换。3、 根据权利要求2所述的多路无桥PFC电路的控制方法，其特征在于， 在一个开关周期T内，所述多路无桥PFC电路中导通的无桥PFC电路的数量保 持不变。4、 根据权利要求2所述的多路无桥PFC电路的控制方法，其特征在于， 在一个开关周期T内，所述多路无桥PFC电路中导通的无桥PFC电路的数量之 间的差的绝对值为1、 2或3。5、 根据权利要求3或4所述的多路无桥PFC电路的控制方法，其特征在 于，所述多路无桥PFC电路包括交错并联的n路无桥PFC电路；在每个开关周 期中，每路无桥PFC电路开关依次均匀错开T/n时间,其中，n为自然数。6、 根据权利要求3或4所述的多路无桥PFC电路的控制方法，其特征在 于，所述多路无桥PFC电路包括交错并联的第一无桥PFC电路和第二无桥PFC 电路；在每个开关周期中，第一无桥PFC电路和第二无桥PFC电路开关均匀错 开T/2时间。7、 根据权利要求6所述的多路无桥PFC电路的控制方法，其特征在于，调制输入所述多路无桥PFC电路的占空比，使得在一个开关周期内，当所述占 空比大于0. 5时，所述多路无桥PFC电路的工作状态仅在全通状态和部分导通 状态之间进行转换；当所述占空比小于0.5时，所述多路无桥PFC电路的工作 状态仅在全断状态和部分导通状态之间进行转换；当所述占空比等于0. 5时， 所述多路无桥PFC电路的工作状态保持在部分导通状态。8、 根据权利要求7所述的多路无桥PFC电路的控制方法，其特征在于， 每一路无桥PFC电路包括电感L1、 二极管D1、 D2、开关管Q1、 Q2;其中，二极管D...

【专利技术属性】
技术研发人员：余时强，张强，
申请(专利权)人：艾默生网络能源系统北美公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]