[發明專利]防止功率因數校正PFC電路的輸出電壓過壓的方法和裝置

有效

• 申請號: 201510367622.2
• 申請日: 2015-06-26
• 公開（公告）號: CN104953813B
• 公開（公告）日: 2018-03-13
• 發明（設計）人: 黃招彬
• 申請（專利權）人: 廣東美的制冷設備有限公司;美的集團股份有限公司
• 主分類號: H02M1/42
• 分類號: H02M1/42
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙)11201
• 代理人: 張大威

技術領域

本發明涉及家用電器技術領域，特別涉及一種防止功率因數校正PFC電路的輸出電壓過壓的方法以及一種防止功率因數校正PFC電路的輸出電壓過壓的裝置。

背景技術

在家用空調等設備中，為提高電源功率因數，通常在不可控全橋整流電路之后連接PFC電路例如Boost型功率因數校正電路，并在PFC電路之后連接大容量電解電容和負載(例如開關電源和壓縮機等)，這樣，通過PFC電路不僅可以達到較高的功率因數，而且可以升壓輸出穩定的直流電壓，給負載提供穩定的直流電源。

在相關技術中，可采用單周期PFC控制算法對Boost型功率因數校正電路進行控制，具體地，單周期PFC控制算法可通過電壓外環和單周期電流內環計算出PFC電路中開關管的占空比。但是，相關技術存在的缺點是，在直流母線電壓給定較高電壓(接近預設上限電壓)時，電壓外環的輸出可能發生超調，進而引起直流母線電壓過高，造成設備中的器件損壞；或者在直流母線電壓穩定在較高電壓(接近預設上限電壓)時，輸入電流的下降也可能導致直流母線電壓過高，進而造成設備中的器件損壞。因此，相關技術需要改進。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本發明的一個目的在于提出一種防止功率因數校正PFC電路的輸出電壓過壓的方法，該方法能夠防止直流母線電壓過高，避免設備中的器件因過壓而損壞。

本發明的另一個目的在于提出一種防止功率因數校正PFC電路的輸出電壓過壓的裝置。

為達到上述目的，本發明實施例提出了一種防止功率因數校正PFC電路的輸出電壓過壓的方法，包括以下步驟：檢測所述PFC電路的輸入電流瞬時值Iinst和所述PFC電路的輸入電壓瞬時值Vin，并根據所述輸入電流瞬時值Iinst計算輸入電流平均值Iavg；檢測所述PFC電路輸出端的直流母線電壓值Vdc，并獲取所述PFC電路輸出端的直流母線電壓給定Vdc_ref，以及根據所述直流母線電壓值Vdc和所述直流母線電壓給定Vdc_ref獲取所述PFC電路的升壓比Ka；根據所述PFC電路的升壓比Ka、所述輸入電流瞬時值Iinst和所述輸入電流平均值Iavg計算所述PFC電路中功率開關管的占空比；獲取所述PFC電路輸出端的電解電容的耐壓上限值Vdc_limit，并根據所述耐壓上限值Vdc_limit和所述輸入電壓瞬時值Vin計算所述占空比的上限限幅，以及根據所述占空比的上限限幅對輸出到所述功率開關管的占空比進行限制以防止所述PFC電路的輸出電壓發生過壓。

根據本發明實施例提出的防止功率因數校正PFC電路的輸出電壓過壓的方法，獲取PFC電路輸出端的電解電容的耐壓上限值Vdc_limit，并根據耐壓上限值Vdc_limit和輸入電壓瞬時值Vin計算占空比的上限限幅，之后根據占空比的上限限幅對輸出到功率開關管的占空比進行限制以防止PFC電路的輸出電壓發生過壓。由此，通過在將功率開關管的占空比輸出之前對占空比進行限幅，可以達到防止輸出電壓過高的目的，進而防止直流母線電壓過高，避免設備中的器件因過壓而損壞。

根據本發明的一個實施例，可據以下公式計算所述占空比的上限限幅：

Duty_max＝1-Vin/Vdc_limit

其中，Duty_max為所述占空比的上限限幅。

根據本發明的一個實施例，根據所述直流母線電壓值Vdc和所述直流母線電壓給定Vdc_ref獲取所述PFC電路的升壓比Ka，具體包括：計算所述直流母線電壓給定Vdc_ref與所述直流母線電壓值Vdc之間的電壓誤差值；對所述電壓誤差值進行比例積分調節以獲得所述PFC電路的升壓比Ka。

根據本發明的一個實施例，可根據以下公式計算所述PFC電路中功率開關管的占空比：

Duty＝1-Iinst/(Ka*Iavg)

其中，Duty為所述PFC電路中功率開關管的占空比。

根據本發明的一個實施例，檢測所述輸入電壓瞬時值Vin的電壓檢測通道的延時時間小于2個所述PFC電路的載波周期。