[發明專利]一種具有均流控制模塊的PFC電路及其均流控制方法

有效

• 申請號: 200810065070.X
• 申請日: 2008-01-16
• 公開（公告）號: CN101217255A
• 公開（公告）日: 2008-07-09
• 發明（設計）人: 李茂華
• 申請（專利權）人: 艾默生網絡能源有限公司
• 主分類號: H02M1/42
• 分類號: H02M1/42;H02M1/14
• 代理公司: 深圳創友專利商標代理有限公司
• 代理人: 江耀純

技術領域

本發明涉及PFC(Power?Factor?Correction功率因數校正)電路，尤其涉及一種具有均流控制模塊的兩路并聯升壓式PFC電路及其均流控制方法。

技術背景

隨著電源功率等級的提高，傳統的單相升壓PFC電路已經不適合用于大功率電源前端整流電路。在大電流、高功率的應用場合，常采用多路并聯的Boost型PFC電路。由于交錯的多路并聯Boost型PFC電路具有輸入電流和輸出電流紋波小，支路功率等級小等特點，在中、大功率電源中得到越來越廣泛的應用。多路并聯的Boost型PFC電路既要保證總的輸入電流與整流電壓同相位，也需滿足每條支路的電感電流均流的要求。在電感電流連續工作模式下，由于其控制原理及功率支路之間元器件的離散性，通常會造成每條支路電感電流不均流。如果不加入任何均流措施，則支路之間的電感電流平均值將不相等。這樣不僅增大了每條支路所留的功率裕量，也使系統的可靠性大大降低。交錯并聯PFC電路常采用閉環控制以實現對兩路電感電流的均流控制。

在美國專利申請US20050036337A1中聲明了一種交錯PFC電路的平均電流控制方法，如圖1所示。電路中兩個控制芯片UC3854(1、2)共用一個UC3854的電壓環產生的參考電流IMUL，分別反饋兩路電感電流(iL1、iL2)進入各自電流環進行平均電流控制。這種控制方式由于使用相同的參考電流，兩條支路能獨立實現平均電流控制，兩條支路開關占空比獨立調節，實現了兩路電感電流的均流。但是這種控制方式采用兩個UC3854實現，需外加數字脈沖信號來控制兩個UC3854占空比的180度的相位差，硬件電路較為復雜。在文章《A?DSP?based?Digitally?ControlledInterleaved?PFC?Converter》(Applied?Power?Electronics?Conference?andExposition，2005.APEC?2005，Twentieth?Annual?IEEE，Publication?Date：6-10March?2005，Volume：1，On?page(s)：648-654?Vol.1，ISBN：0-7803-8975-1，INSPEC?Accession?Number：8538829)中，介紹了一種DSP(Digital?SignalProcessor數字信號處理器)實現的新的平均電流控制方法，如圖2所示。電路檢測總的輸入電流對第一支路和第二支路進行平均電流控制；再對幾個工頻周期內的兩路開關電流平均值的差值進行PI(Proportional?Integral比例積分)調節，以補償第二支路占空比信號。這種控制方法通過檢測開關管的內阻來檢測開關電流，開關管內阻易受器件差異性及溫度的影響，使得電感電流均流特性并不好。而且這種控制方式采集的開關電流信號只是反映了開關導通時間內的電感電流信號，并不能反映兩路完整的電感電流信號，電感電流平均值在開關周期內并不能實現真正意義上的均流。

發明內容

本發明針對以上現有均流控制電路及方法使得PFC電路的硬件電路復雜以及電感電流的均流特性不好或不能實現真正意義上的均流的不足，提出了一種具有均流控制模塊的交錯并聯升壓式PFC電路及其均流控制方法。

為解決以上問題，本發明提出的具有均流控制模塊的交錯并聯升壓式PFC電路包括第一和第二升壓電路，還包括一均流控制模塊，該均流控制模塊包括依次聯接的采樣單元、差值運算單元、比例積分單元和占空比調節單元；所述采樣單元分別與PFC電路的輸入端、輸出端、第一升壓電路和第二升壓電路聯接，用于采集PFC電路的輸入電壓、輸出電壓、第一升壓電路的電感電流和第二升壓電路的電感電流，并通過運算獲得參考電流；所述第一升壓電路的電感電流、第二升壓電路的電感電流和參考電流經過所述差值運算單元和比例積分單元的相應的差值運算和比例積分運算可分別得到用于第一升壓電路的第一控制信號和用于第二升壓電路的第二控制信號，所述占空比調節單元用于對所述第一和第二升壓電路的占空比信號進行調節，并使兩路占空比信號錯開一定角度交錯導通。

優選的，所述均流控制模塊是DSP。

所述均流控制中依次聯接的采樣單元、差值運算單元、比例積分單元和占空比調節單元還可以分別是差值運算電路、比例積分電路和占空比調節電路的硬件電路。

所述占空比調節單元是分別用于第一和第二升壓電路的兩個比較寄存器，該兩個比較寄存器中的一個在接收控制信號之前或者之后被相移一定角度，所述占空比調節模塊還可以是外加的分別用于第一和第二升壓電路的兩路固定相移的三角波信號。