[發(fā)明專利]基于負載電流前饋的單周期Boost PFC變換器控制方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310703922.4
• 申請日: 2013-12-20
• 公開（公告）號: CN103683930A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發(fā)明（設計）人: 毛鵬;陶海燕;錢承山
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: H02M3/156
• 分類號: H02M3/156;H02M1/42
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 許方

技術領域

本發(fā)明公開了基于負載電流前饋的單周期Boost?PFC變換器控制方法，屬于功率因數(shù)校正變換器的技術領域。

背景技術

隨著電力電子變換器的普及應用，諧波污染治理技術得到了各國學者的重視，其中，降低交直流變換器輸入側的電流諧波成為重要方面，為此，升壓型（Boost）功率因數(shù)校正變換器得到了廣泛應用。

在Boost變換器控制領域，常用的控制策略有峰值電流控制和平均電流控制，另外，還包含20世紀90年代由美國學者提出的單周期控制技術(one-cycle-control，OCC)。現(xiàn)階段，單周控制算法大都是采用模擬控制實現(xiàn)方式，其核心部件為具有復位功能的積分器，采用OCC的BoostPFC變換器及其控制系統(tǒng)結構如圖1所示。圖2結合Boost變換器分析OCC實現(xiàn)PFC的原理的示意圖。R_s為輸入側電感電流采樣系數(shù)，K_v為輸出電壓的采樣系數(shù)，PI_v為輸出電壓的控制器，通常采用比例-積分控制。為將輸出電壓控制在給定值，將電壓控制器的輸出u_m與單位幅值的三角載波相乘，結果作為最終的載波信號，為實現(xiàn)輸入側的功率因數(shù)校正，將采樣的輸入電流信號作為調制波，與三角載波交截后得到開關占空比，核心控制方程為：

doff=Rs·iLum---(1),]]>

其中，d_off為開關管S的關斷占空比,u_m為載波幅值信號，即為三角載波幅值。按照上述控制策略，可實現(xiàn)變換器輸入阻抗R_e呈現(xiàn)純阻性，R_e表達式為：

Re=Rsumu0---(2),]]>

可以看出，當輸出電壓穩(wěn)定時，為實現(xiàn)了純阻性輸入，應該保證三角載波幅值在一個基波周期內保持基本不變。

現(xiàn)有的Boost?PFC變換器采用單周期控制時存在如下不足：

（1）為了保證輸入電流具有較高的功率因數(shù)，需要將電壓控制器的帶寬設計得足夠低，這將會降低輸出電壓的動態(tài)響應速度。因此，在突加、突卸負載時，輸出電壓將出現(xiàn)較大波動。

（2）為提高輸出電壓動態(tài)性能，不得不提高電壓控制器的帶寬，以確保電壓控制器對負載的波動做出快速響應，這將難以保證載波幅值在一個基波周期內的穩(wěn)定，使得輸入電流出現(xiàn)明顯畸變。

發(fā)明內容

本發(fā)明針對上述背景技術的不足，提供基于負載電流前饋的單周期Boost?PFC變換器控制方法，提高變換器在負載波動時的動態(tài)性能，不僅避免輸出電壓的大幅波動，而且確保變換器在穩(wěn)態(tài)和負載波動時都具有良好的輸入性能。

本發(fā)明為實現(xiàn)上述發(fā)明目的采用如下技術方案：