[發(fā)明專利]交錯(cuò)式功率因數(shù)校正器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410331998.3
• 申請日: 2014-07-11
• 公開（公告）號: CN104135002B
• 公開（公告）日: 2017-06-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張國柱
• 申請（專利權(quán)）人: 邯鄲美的制冷設(shè)備有限公司;美的集團(tuán)武漢制冷設(shè)備有限公司
• 主分類號: H02J3/01
• 分類號: H02J3/01
• 代理公司: 北京清亦華知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11201
• 代理人: 張大威

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電路技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種交錯(cuò)式功率因數(shù)校正器。

背景技術(shù)

為了減少用電設(shè)備所產(chǎn)生的電流諧波和無功功率對電網(wǎng)的污染，用電設(shè)備的電流諧波需滿足一定的諧波標(biāo)準(zhǔn)。為了使用電設(shè)備滿足諧波標(biāo)準(zhǔn)，需對其進(jìn)行功率因數(shù)校正(PFC，Power Factor Correction)。在此背景下，多種功率因數(shù)校正技術(shù)被提出，并應(yīng)用于電器設(shè)備中。

由于交錯(cuò)式PFC方案具有諧波電流小、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，正受到越來越多的重視。目前的交錯(cuò)式PFC方案多采用兩路對稱的boost型升壓電路結(jié)構(gòu)。盡管電路結(jié)構(gòu)對稱，但由于電感等元器件存在一定的差異性，仍然可能造成兩路對稱的boost型升壓電路電流不平衡，從而導(dǎo)致一個(gè)開關(guān)管電流過大。當(dāng)開關(guān)管電流達(dá)到一定程度時(shí)，就有可能會(huì)燒壞開關(guān)管，使得電路整體失效。因此，交錯(cuò)式PFC方案除了要進(jìn)行功率因數(shù)校正外，還要對兩路開關(guān)管進(jìn)行電流平衡控制。

相關(guān)技術(shù)中，提出以下兩種方案來實(shí)現(xiàn)對兩路開關(guān)管進(jìn)行電流平衡控制。其中，方案一提出了一種對兩路對稱的boost型升壓電路總電流和其中一路boost型升壓電路電流分別進(jìn)行采樣的功率因數(shù)校正裝置。該功率因數(shù)校正裝置將兩路對稱的boost型升壓電路總電流與其中一路boost型升壓電路電流的差值，作為另一路boost型升壓電路電流的估計(jì)值，并根據(jù)該估計(jì)值對兩路開關(guān)管進(jìn)行電流平衡控制。方案二提出了一種分別對兩路開關(guān)管進(jìn)行電流采樣的交錯(cuò)式PFC方案。該方案無需采集兩路對稱的boost型升壓電路總電流便能計(jì)算出開關(guān)管的占空比并實(shí)現(xiàn)電流平衡。

然而，上述相關(guān)技術(shù)中的兩種方案都至少需要兩個(gè)電流傳感器，才能實(shí)現(xiàn)對兩路開關(guān)管進(jìn)行電流平衡控制的交錯(cuò)式PFC方案，因此電路成本較高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的旨在至少從一定程度上解決上述的技術(shù)問題之一。

為此，本發(fā)明的目的在于提出一種交錯(cuò)式功率因數(shù)校正器，該交錯(cuò)式功率因數(shù)校正器具有更低的電路成本。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明實(shí)施例提出了一種交錯(cuò)式功率因數(shù)校正器，該交錯(cuò)式功率因數(shù)校正器包括：第一PFC模塊，所述第一PFC模塊包括第一儲(chǔ)能電感、第一開關(guān)器件和第一快恢復(fù)二極管；第二PFC模塊，所述第二PFC模塊和所述第一PFC模塊相互并聯(lián)，所述第二PFC模塊包括第二儲(chǔ)能電感、第二開關(guān)器件和第二快恢復(fù)二極管，所述第二開關(guān)器件的發(fā)射極與所述第一開關(guān)器件的發(fā)射極相連且之間具有第一節(jié)點(diǎn)；電流檢測模塊，所述電流檢測模塊與所述第一節(jié)點(diǎn)相連，所述電流檢測模塊用于分別檢測通過所述第一開關(guān)器件的電流I1、通過所述第二開關(guān)器件的電流I2以及通過所述第一開關(guān)器件和第二開關(guān)器件的電流Iin；電壓檢測模塊，所述電壓檢測模塊用于檢測輸入到所述交錯(cuò)式功率因數(shù)校正器的電壓U1和所述交錯(cuò)式功率因數(shù)校正器的輸出電壓U2；以及控制模塊，所述控制模塊分別與所述電流檢測模塊、所述電壓檢測模塊和所述第一開關(guān)器件的控制端、所述第二開關(guān)器件的控制端相連，所述控制模塊根據(jù)所述電流I1、所述電流I2、所述電流Iin、所述電壓U1、所述電壓U2以及預(yù)設(shè)的目標(biāo)輸出電壓生成控制所述第一開關(guān)器件的第一PWM(Pulse Width Modulation，脈沖寬度調(diào)制)控制信號和控制所述第二開關(guān)器件的第二PWM控制信號，其中，所述第一PWM控制信號和所述第二PWM控制信號互差半個(gè)載波周期。

本發(fā)明實(shí)施例提出的交錯(cuò)式功率因數(shù)校正器，在電流檢測模塊檢測到通過第一PFC模塊中第一開關(guān)器件的電流I1、通過第二PFC模塊中第二開關(guān)器件的電流I2以及通過第一開關(guān)器件和第二開關(guān)器件的電流Iin后，和電壓檢測模塊檢測到輸入到交錯(cuò)式功率因數(shù)校正器的電壓U1和交錯(cuò)式功率因數(shù)校正器的輸出電壓U2后，進(jìn)而控制模塊根據(jù)電流I1、電流I2、電流Iin、電壓U1、電壓U2以及預(yù)設(shè)的目標(biāo)輸出電壓生成互差半個(gè)載波周期的控制第一開關(guān)器件的第一PWM控制信號和控制第二開關(guān)器件的第二PWM控制信號。該交錯(cuò)式功率因數(shù)校正器能夠?qū)Φ谝婚_關(guān)器件的電流I1和第二開關(guān)器件的電流I2進(jìn)行電流平衡控制，且具有更低的電路成本。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)所述第一開關(guān)器件的開通時(shí)間與所述第二開關(guān)器件的開通時(shí)間完全不重合時(shí)，所述電流檢測模塊在所述第一開關(guān)器件處于開通狀態(tài)時(shí)檢測所述電流I1，并在所述第二開關(guān)器件處于開通狀態(tài)時(shí)檢測所述電流I2，以及根據(jù)所述電流I1和所述電流I2計(jì)算得到所述電流Iin。