[發明專利]帶線性調節的PFC控制電路及控制方法

有效

• 申請號: 201010148686.0
• 申請日: 2010-04-16
• 公開（公告）號: CN101814825A
• 公開（公告）日: 2010-08-25
• 發明（設計）人: 翟立輝
• 申請（專利權）人: 中興通訊股份有限公司
• 主分類號: H02M1/42
• 分類號: H02M1/42
• 代理公司: 北京元本知識產權代理事務所 11308
• 代理人: 秦力軍

技術領域

本發明涉及供電或配電技術，特別涉及帶線性調節的PFC(功率因數 校正)控制電路及控制方法。

背景技術

改善電力電子裝置的效率對提高電能利用率起著至關重要的作用，在 電力電子換流裝置中，輸入整流裝置約占了80％以上，且大多數采用了相 控整流，功率因數低，向電網注入大量高次諧波，浪費了電能，即通常所 說的電力公害。為了減少非線性負荷對交流電網產生的諧波污染，國內外 已普遍對開關電源設備的輸入諧波電流提出了越來越嚴格的限制標準。特 別是大功率電源裝置的普遍應用，除了對系統滿載提出較高的輸入指標要 求之外，在較輕的負載的條件下也要求電源裝置具有較高的功率因數及較 小的輸入電流諧波，以減小各種工作條件下電力電子裝置對電網的污染， 同時也可以進一步提高輕載時的電源效率，因為實際應用中的電力裝置都 不會滿載運行，因此提高輕載的輸入指標及效率有著更加現實的意義。

傳統上使用的有源功率因數技術多為硬件集成電路實現其控制方式， 受到其外圍硬件電路的影響，往往針對某一固定的控制對象完成控制電路 的參數固化，因此系統很難適應不同的帶載能力。導致滿載有較高的輸入 指標，而小負載的時候指標就會加速惡化。

目前常用的PFC數字控制技術依然沿用傳統的控制手段，僅考慮額定 條件下的輸入性能指標，不能實現全負載范圍的性能改善，特別是控制裝 置中的PID控制參數都是考慮最大的負載量，參數一旦固定就不能改變。 部分提出利用判斷負載輕重進行PWM的發波進行切換的方式，首先其限定 了應用場合，另外其主要目的是切換不同控制方案進而導致切換PWM發 波，該控制策略必然會導致在切換過程中造成對控制器的擾動。負載的間 斷切換的等級越多，所需要的切換控制器也就越多，浪費了大量資源。

由于電流越小越需要較強的控制力度，但同樣的控制力度又會引起重 載時的過調制，因此現有的調節參數固定的PFC數字控制技術存在系統可 靠性低的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種帶線性調節的PFC控制電路，通過線性調節 解決系統可靠性低的問題，特別是解決電源裝置中PFC電路輕載時輸入性 能指標問題。

本發明的另一目的是提供一種帶線性調節的PFC控制方法，通過線性 調節解決系統可靠性低的問題，特別是解決電源裝置中PFC電路輕載時輸 入性能指標問題。

根據本發明第一方面，本發明的一種線性調節的PFC控制電路包括：

PFC輸入電壓采樣模塊，用于從輸入電源采樣輸入電壓V_IN；

PFC輸入電流采樣模塊，用于從輸入電源采樣輸入電流I_IN；

PFC輸出電壓采樣模塊，用于從輸出電源采樣輸出電壓V_OUT；

PFC控制電路模塊，用于根據PFC輸入電壓采樣模塊、PFC輸入電流采 樣模塊和PFC輸出電壓采樣模塊采樣的輸入電壓V_IN、輸入電流I_IN和輸出電 壓V_OUT，生成發波信號V_D；

PFC輸出升壓功率電路模塊，用于根據所述發波信號V_D，對輸入電源進 行功率因數校正和升壓處理后，得到所述輸出電源；

PFC線性調節模塊，用于利用采樣輸入電流I_IN，生成在重載到輕載范 圍內對所述PFC控制電路模塊執行的電流環控制進行線性調節的線性調節 參數；

其中，通過用線性調節參數對PFC控制電路模塊的電流環控制進行線 性調節，使其生成的發波信號V_D可以對PFC輸出升壓功率電路模塊進行線 性調節控制。

其中，所述PFC線性調節裝置模塊包括：

電流限幅單元，用于對輸入電流I_IN進行限幅；

線性調節參數生成單元，用于根據已限幅的輸入電流和固定的系數， 生成線性調節參數。

根據本發明第二方面，本發明的一種線性調節的PFC控制方法包括以 下步驟：

從輸入電源采樣輸入電壓V_IN和輸入電流I_IN，并從輸出電源采樣輸出電 壓V_OUT；

利用采樣的輸入電流I_IN生成從重載到輕載范圍內的線性調節參數；