[發(fā)明專利]功率因數(shù)校正電路的電流環(huán)控制方法及電流環(huán)控制器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610319917.7
• 申請日: 2016-05-13
• 公開（公告）號: CN107370358B
• 公開（公告）日: 2021-03-02
• 發(fā)明（設計）人: 黃雷;楊國權;謝亞紅
• 申請（專利權）人: 伊頓制造(格拉斯哥)有限合伙莫爾日分支機構
• 主分類號: H02M1/42
• 分類號: H02M1/42
• 代理公司: 北京泛華偉業(yè)知識產(chǎn)權代理有限公司 11280
• 代理人: 王勇;蘇曉麗

本發(fā)明提供一種功率因數(shù)校正電路的電流環(huán)控制方法及控制器，除了輸入電流反饋,在電流環(huán)的反饋通道中增加了諧波濾波器，通過諧波濾波器識別和增強輸入電流中的諧波成分，參考電流與所述輸入電流及所述濾波器輸出相減得到電流誤差；該電流誤差包含了增強的電流諧波信息，電流環(huán)校正器基于這樣的誤差產(chǎn)生脈寬調制信號，以控制功率因數(shù)校正電路中的功率元件。該方法能有效地消除輸入電流中的主要諧波成分，改善輸入電流的總諧波失真，同時還可以保持電流環(huán)控制的系統(tǒng)穩(wěn)定性。

技術領域

本發(fā)明涉及功率因數(shù)校正，尤其涉及功率因數(shù)校正中的電流控制方法。

背景技術

功率因數(shù)(Power Factor,PF)是衡量電氣設備，例如不間斷電源(UPS,Uninterruptible Power Supply)設備的效率的一項重要指標。功率因數(shù)低的UPS，不僅對電網(wǎng)傳輸功率的利用率低，而且往往這些UPS設備的輸入電流諧波含量較高。UPS中總諧波失真率(THDI，Total Harmonic Distortion of Current)和功率因數(shù)PF通常可以用下列公式來表示：

其中總諧波失真率THDI為總諧波電流有效值與基波電流有效值的比值，其中I₁代表基波電流，I_n代表n次諧波電流，n大于等于2。功率因數(shù)PF為交流輸入有功功率P與輸入視在功率S的比值、V_rms為輸入市電電壓有效值、I_in表示交流輸入市電電流有效值、Φ為輸入電流波形相對于輸入電壓波形的相位差、cosΦ表示交流輸入市電的基波電壓和基波電流的相移因數(shù)。從上述公式可以看出，THDI和PF中包含系列諧波電流，如果能降低這些諧波分量，那將會顯著改善THDI和PF。從上述公式可以看出功率因數(shù)實際上是基波電流乘以相移因數(shù)后與輸入電流基波、各次諧波均方根的比值，要提高功率因數(shù)不僅要減小輸入電壓與輸入電流的相位差，還必須抑制輸入電流的波形失真。

現(xiàn)有UPS中通常采用功率因數(shù)校正(PFC,Power Factor Correction)器來改善功率因數(shù)，校正器主要通過提高輸入電流正弦度并保持輸入電壓的同相位來提高功率因數(shù)，但其并不能有效地消除輸入電流中的諧波成分，尤其是低次諧波。

發(fā)明內容

因此，本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術的缺陷，提供一種功率因數(shù)校正電路的電流環(huán)控制方法及控制器。

本發(fā)明的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的：

一方面，本發(fā)明提供了一種功率因數(shù)校正電路的電流環(huán)控制方法，包括：

經(jīng)電流采樣獲取輸入電流；

利用濾波器對所述輸入電流進行濾波以識別和增強該輸入電流中的諧波；

將電流環(huán)的參考電流與所述輸入電流及所述濾波器輸出相減得到電流誤差；

由所述電流環(huán)的電流環(huán)校正器基于所述電流誤差產(chǎn)生調制信號，并將其提供至所述功率因數(shù)校正電路的功率開關元件。

又一方面，本發(fā)明提供了一種用于功率因數(shù)校正的電流環(huán)控制器，包括：

電流采樣裝置，用于經(jīng)電流采樣獲取輸入電流；

濾波器，用于對所述輸入電流進行濾波以識別和增強該輸入電流中的諧波；

電流誤差計算裝置，用于將電流環(huán)的參考電流與所述輸入電流及所述濾波器輸出相減得到電流誤差；

電流環(huán)校正器，用于基于所述電流誤差產(chǎn)生調制信號，并將其提供至所述功率因數(shù)校正電路的功率開關元件。

在一個實施例中，所述濾波器可以為數(shù)字帶通濾波器。

在一個實施例中，所述調制信號可以為PWM調制信號。