[發明專利]帶補償的有源PFC的控制裝置及其控制方法

有效

• 申請號: 201010116734.8
• 申請日: 2010-02-23
• 公開（公告）號: CN101777828A
• 公開（公告）日: 2010-07-14
• 發明（設計）人: 王斌
• 申請（專利權）人: 廣東美的電器股份有限公司
• 主分類號: H02M1/42
• 分類號: H02M1/42;H02M1/14
• 代理公司: 佛山市粵順知識產權代理事務所 44264
• 代理人: 唐強熙

1.一種帶補償的有源PFC的控制裝置，包括順序相連的輸入整流單元 電路(3)、PFC單元電路(1)和濾波儲能單元電路(2)，輸入電壓采樣電 路(6)與輸入整流單元電路的輸出并聯，負載電流采樣電路(4)串聯于PFC 單元電路與輸入整流單元電路之間，PFC輸出電壓的電壓采樣單元電路(7) 與濾波儲能單元電路并聯，PFC驅動電路(12)與PFC單元電路相連，主 控MCU(8)分別與輸入電壓采樣電路、PFC驅動電路和電壓采樣單元電路 相連，其特征是主控MCU包括電壓補償修正系數模塊(9)、負載電流修正 系數模塊(10)和壓縮機參數修正模塊(11)三個模塊中的任意一個或任意 二個以上的組合；

所述電壓補償修正系數模塊(9)根據交流輸入電壓的峰值電壓值Vp修 正PFC控制脈沖信號的占空比，經過PFC驅動電路(12)進而控制PFC單 元電路(1)，使其輸出電壓Vdc能跟隨輸入電壓的峰值電壓值Vp變化，滿 足：

Vdc＝(1+a)×Vp????????????………………公式一，

a≥-0.4，為輸入電壓修正系數，Vp越高，a值越小；

根據PFC理論計算出的單個控制周期內的有效PFC驅動信號的占空比 為Δ，為修正輸出電壓，減少其輸出的紋波，加入第一修正系數β，

Δ1＝Δ+Ai×β，Δ1為實際控制占空比；

|β|≤1，第一修正系數β與濾波儲能單元電路的電解電容值相關；

i為一個工頻半波周期內的每個PFC脈沖的序列號；

Ai為對應序列的占空比的第二修正系數，其與紋波相關；

所述負載電流修正系數模塊(10)根據負載電流采樣電路(4)采樣得到 的負載電流Irms值修正PFC的輸出電壓Vdc值；當負載電流較大時，表明 壓縮機的消耗功率會較大，輸出電壓Vdc值與PFC的目標值會相差越來越 大，為消除這一偏差加入修正系數Vb，加入電流補償修正系數，滿足：

Vdc＝(1+a)×Vp+Vb????????????………………公式二，

a≥-0.4，為輸入電壓修正系數，

Vb≥-10V，Vb為與負載電流相關的修正系數，當負載電流為小電流 時，Vb為負，當負載電流為大電流時，Vb為正；

所述壓縮機參數修正模塊(11)根據壓縮機運轉頻率Fw限制PFC的輸 出電壓Vdc值，使其滿足：

Vdc＝Ve×Fw+Vd????????????????????………………公式三，

Ve為反電勢常數；Vd為設計裕量，Vd≥10V。

2.根據權利要求1所述的帶補償的有源PFC的控制裝置，其特征是所 述輸入電壓采樣電路(6)為高速取樣電路，其采樣頻率為10kHz以上，其 實時采集工頻交流電的整流后100Hz的正弦半波信號，經主控MCU(8)的 AD轉換為數字信號V_AD后，由主控MCU判斷工頻電壓的過零點T0和峰值 電壓值Vp。

3.根據權利要求1所述的帶補償的有源PFC的控制裝置，其特征是所 述電壓采樣單元電路(7)采樣的PFC輸出電壓Vdc經主控MCU(8)的 AD轉換為數字信號V_AD1，作為根據需要進行可調整設定的調控目標值參與 主控MCU的控制處理。

4.一種如權利要求1所述的帶補償的有源PFC的控制裝置的控制方法， 其特征是輸出電壓Vdc的實際取值根據主控MCU(8)所包含的模塊而定，

當主控MCU包括電壓補償修正系數模塊(9)、負載電流修正系數模塊 (10)和壓縮機參數修正模塊(11)三個模塊中的任意一個時，以該一個模 塊修正后得到的輸出電壓作為實際取值；

或者，當主控MCU包括電壓補償修正系數模塊(9)、負載電流修正系 數模塊(10)和壓縮機參數修正模塊(11)三個模塊中的任意二個時，以該 任意二個模塊分別修正后得到的二個輸出電壓中的較大值作為實際取值；

或者，當主控MCU同時包括電壓補償修正系數模塊(9)、負載電流修 正系數模塊(10)和壓縮機參數修正模塊(11)三個模塊時，以該三個模塊 分別修正后得到的三個輸出電壓中的最大值作為實際取值。