并联交错PFC电路控制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种并联交错PFC电路控制方法及装置。该方法包括：通过电压外环控制获取电压环输出量，并根据电压环输出量和电路的输入电压获取电流参考波形；根据电流参考波形和采样得到的n个支路的支路电流对各个支路电流环进行控制，分别获取各个支路的电流环输出，并使各支路电流的波形跟随电流参考波形；计算理想驱动前馈量，根据各个支路的电流环输出和理想驱动前馈量获取最终驱动输出值，并根据最终驱动输出值使n个支路的驱动脉冲进行发波。借助于本发明专利技术的技术方案，能够使电感上的电流纹波电压减小，纹波电流频率提高一倍，从而减小电感纹波和发热，提高装置的效率。

【技术实现步骤摘要】
并联交错PFC电路控制方法及装置
本专利技术涉及开关电源
，特别是涉及一种并联交错功率因素校正(PowerFactorCorrection，简称为PFC)电路控制方法及装置。
技术介绍
目前，随着电力电子技术的发展，电子设备的小型化和高功率密度已经成为产品竞争力与技术水平的体现。PFC整流模块直接影响到输入指标以及带后级负载的能力，因此，对电路的设计提出了比较高的要求。随着电源功率等级的提高，传统的升压(BOOST)PFC电路及控制方法已经不适合用于大功率电源前端整流电路。目前，在大电流、高功率的应用场合下，常采用多路并联的BOOST型PFC电路。并联PFC技术得到了快速的发展。并联PFC技术能使变换器在各单元中进行合理的热损耗分配，提高单元的可靠性和功率密度，提高系统容错性和运行可靠性，并减少成本。但是，PFC电路的并联会使总电流的纹波较大。在现有技术中，解决这个问题的一种有效方法就是多个并联PFC单元采用交错运行模式。交错并联技术是并联技术的一种改进，是指将两路结构相同的PFC电路的输入及输出并联，各PFC单元的工作信号频率一致，其开关管控制相角互相错开一定角度，如180度，即构成了交错并联PFC电路拓扑。由于交错的多路并联BOOST型PFC电路具有输入电流和输出电流纹波小，支路功率等级小等特点，使得在中大功率电源中得到越来越广泛的应用。与传统PFC电路拓扑相比，交错并联PFC电路具有如下几个方面的优点：1、两路PFC电路电感的体积仅为相同功率传统PFC电路的四分之一，总体积减小一半，而且两分立电感更有利于模块热设计；2、减小输入输出高频纹波幅值，减小电感及输出电解电容的纹波电流应力和热损耗，降低变换器的电磁干扰；3、减小开关管电流应力，可以选用较低额定电流的开关器件。然而，多路并联的Boost型PFC电路既要保证总的输入电流与整流电压同相位，也需满足每条支路的电感电流均流的要求。交错并联PFC电路常采用闭环控制以实现对两路电感电流的均流控制。在现有技术中，多路并联的PFC电路包括下面两种控制方案：方案一：一个电压环，一个电流环，两个开关管同时开关。电流采样总的输入电流，电流环的反馈采用总输入电流(采样量)的1/2，调节输出的占空比发送给两个管子的驱动端，二者的占空比完全相同，两个管子同时开关。上述技术方案的缺点如下：开关管同时开关，电感电流同时上升和下降，会导致母线高频纹波比交错发波有所增大。与此同时，电感电流同升或同降，从输入侧来看，两个支路的电感电流纹波叠加会使得输入电流总谐波失真(TotalHarmonicDistortion，简称为THD)增大。为了解决上述问题，现有技术中还可以采用如下技术方案：方案二：图1是现有技术中方案二的电路结构图，如图1所示，包括：一个电压环，一个电流环，两个管子交替开关。电流采样总的输入电流，电流环的反馈采用总输入电流(采样量)的1/2，调节输出的占空比送给两个管子的驱动端，二者的占空比完全相同，只是时间上相差半个高频周期。技术方案二的优点如下：控制相对简单，开关管交替开关会使得母线高频纹波相对开关管同时工作的情况会有所降低，同时，电感电流交替上升或下降，从输入侧来看，两个支路的电感电流纹波叠加会互相抵消使得输入电流THD更小。技术方案二的缺点如下：方案二默认两个电路电流完全相同，因此要求同一相的两个支路自然均流效果良好。另外，当一个支路出现故障断开时，另一支路实际电流与电感电流的采样变成了相等的关系，而不是正常情况下的两倍关系，相当于电流环的反馈比实际值要小一半，这个时候电流环可能会出现与实际要求相反的误调节，导致电流THD增大甚至会振荡。同时，其控制方法中只使用了电压环节和电流环节，没有采用前馈的算法。综上所述，在上述技术方案中，在开关管同时开关的情况下，电感电流同时上升和下降，会导致母线高频纹波比交错发波有所增大。与此同时，电感电流同升或同降，从输入侧来看，两个支路的电感电流纹波叠加会使得输入电流THD增大。而方案二虽然在一定程度上解决了上述问题，但方案二默认支路电流完全相同，而简单采取完全相同的控制，均流效果差，甚至引发震荡。因此，现有技术存在缺陷，而有待于改进和发展。
技术实现思路
本专利技术提供一种并联交错PFC电路控制方法及装置，以解决现有技术中默认支路电流完全相同，而简单采取完全相同的控制，导致均流效果差，甚至引发震荡的问题。本专利技术提供一种并联交错PFC电路控制方法，包括：通过电压外环控制获取电压环输出量，并根据电压环输出量和电路的输入电压获取电流参考波形；根据电流参考波形和采样得到的n个支路的支路电流对各个支路电流环进行控制，分别获取各个支路的电流环输出，并使各支路电流的波形跟随电流参考波形；计算理想驱动前馈量，根据各个支路的电流环输出和理想驱动前馈量获取最终驱动输出值，并根据最终驱动输出值使n个支路的驱动脉冲进行发波。本专利技术还提供了一种并联交错PFC电路控制装置，包括：电压控制模块，用于通过电压外环控制获取电压环输出量，并根据电压环输出量和电路的输入电压获取电流参考波形；电流控制模块，用于根据电流参考波形和采样得到的n个支路的支路电流对各个支路电流环进行控制，分别获取各个支路的电流环输出，并使各支路电流的波形跟随电流参考波形；处理模块，用于计算理想驱动前馈量，根据各个支路的电流环输出和理想驱动前馈量获取最终驱动输出值，并根据最终驱动输出值使n个支路的驱动脉冲进行发波。本专利技术有益效果如下：通过对一个电压环和两个电流环的交错并联的PFC控制，解决了现有技术中默认支路电流完全相同，而简单采取完全相同的控制，导致均流效果差，甚至引发震荡的问题，能够降低系统成本的同时提高电路的稳态和动态性能，消除系统的稳态误差，改善动态响应性能；本专利技术实施例的技术方案每个支路都采用自己的电感电流作为PFC校正的反馈，控制准确，实时性好，开关管交替开关会使得母线高频纹波相对开关管同时工作的情况会有所降低，同时，电感电流交替上升或下降，从输入侧来看，两个支路的电感电流纹波叠加会互相抵消使得输入电流THD更小，功率因数更高。同时本专利技术实施例的技术方案可以使电感上的电流纹波电压减小，纹波电流频率提高一倍，从而减小电感纹波和发热，提高装置的效率。附图说明图1是现有技术中方案二的电路结构图；图2是本专利技术实施例的并联交错PFC电路控制方法的流程图；图3是本专利技术实施例的并联交错PFC电路的基本拓扑结构示意图；图4是本专利技术实施例的并联交错PFC电路控制方法的详细处理示意图；图5a是本专利技术实施例的占空比大于0.5时支路电流和总输入电流对应关系的示意图；图5b是本专利技术实施例的占空比大于0.5时支路电流和总输入电流对应关系的示意图；图6是本专利技术实施例的并联交错PFC电路控制装置的结构示意图。具体实施方式为了解决现有技术中默认支路电流完全相同，而简单采取完全相同的控制，导致均流效果差，甚至引发震荡的问题，本专利技术提供了一种并联交错PFC电路控制方法及装置，以下结合附图以及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不限定本专利技术。方法实施例根据本专利技术的实施例，提供了一种并联交错PFC电路控制方法，图2是本专利技术实施例的并联交错PFC电路控制方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种并联交错功率因素校正PFC电路控制方法，其特征在于，包括：通过电压外环控制获取电压环输出量，并根据所述电压环输出量和电路的输入电压获取电流参考波形；根据所述电流参考波形和采样得到的n个支路的支路电流对各个支路电流环进行控制，分别获取各个支路的电流环输出，并使各支路电流的波形跟随所述电流参考波形；计算理想驱动前馈量，根据所述各个支路的电流环输出和所述理想驱动前馈量获取最终驱动输出值，并根据所述最终驱动输出值使所述n个支路的驱动脉冲进行发波。

【技术特征摘要】
1.一种并联交错功率因素校正PFC电路控制方法，其特征在于，包括：通过电压外环控制获取电压环输出量，并根据所述电压环输出量和电路的输入电压获取电流参考波形；根据所述电流参考波形和采样得到的n个支路的支路电流对各个支路电流环进行控制，分别获取各个支路的电流环输出，并使各支路电流的波形跟随所述电流参考波形；计算理想驱动前馈量，根据所述各个支路的电流环输出和所述理想驱动前馈量获取最终驱动输出值，并根据所述最终驱动输出值使所述n个支路的驱动脉冲进行发波，其中，所述计算理想驱动前馈量具体包括：根据电路的拓扑结构以及所述输入电压计算理想驱动前馈量，在BOOST型PFC电路中，根据1-VinK1计算理想驱动前馈量，其中，Vin为BOOST电路的输入电压，K1为电路拓扑系数。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过电压外环控制获取电压环输出量具体包括：将母线电压采样值与预先设置的目标电压进行比较，根据比较的结果进行电压外环控制，并获取电压环输出量。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述电流参考波形和采样得到的n个支路的支路电流对各个支路电流环进行控制，分别获取各个支路的电流环输出具体包括：将所述电流参考波形与采样得到的n个支路的支路电流进行比较，根据比较的结果分别对各个支路电流环进行控制，并分别获取各个支路的电流环输出。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述使各支路电流的波形跟随所述电流参考波形具体包括：通过闭环算法使各支路电感电流的波形跟随所述电流参考波形。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述各个支路的电流环输出和所述理想驱动前馈量获取最终驱动输出值具体包括：根据所述各个支路的电流环输出、所述理想驱动前馈量、以及预先设置的加权系数确定各个支路的最终驱动输出...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭静，翟立辉，李艳玲，
申请(专利权)人：中兴通讯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：