[發(fā)明專利]基于負(fù)載電流前饋的PFC電路控制方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710782148.9
• 申請(qǐng)日: 2017-09-02
• 公開（公告）號(hào): CN107425710B
• 公開（公告）日: 2019-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐忠勇;王威;許斌;黃義軍;易聃;莫偉平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳點(diǎn)亮新能源技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): H02M1/42
• 分類號(hào): H02M1/42
• 代理公司: 深圳市中科創(chuàng)為專利代理有限公司 44384
• 代理人: 彭西洋

本發(fā)明公開一種基于負(fù)載電流前饋的PFC電路控制方法，步驟為：基于所述PFC電路獲取輸入電流、輸入電壓、負(fù)載電流和雙母線電壓；計(jì)算雙母線電壓和與雙母線電壓參考值的差值，該差值為電壓環(huán)輸入；電壓環(huán)輸入通過(guò)控制器得到電壓環(huán)輸出量，進(jìn)行電壓環(huán)的偏差控制；計(jì)算雙母線電壓差，所述差值為平衡環(huán)差值；基于平衡環(huán)差值進(jìn)行平衡環(huán)的偏差控制，得到平衡環(huán)輸出量；所述負(fù)載電流經(jīng)由電流前饋控制器補(bǔ)償控制后，輸出前饋補(bǔ)償值；計(jì)算平衡環(huán)輸出量與所述前饋補(bǔ)償值的差值，將電壓環(huán)輸出量與該差值之差作為電流環(huán)給定；所述電流環(huán)給定與輸入電流比較進(jìn)行電流環(huán)的偏差控制，得到電流環(huán)輸出量；基于電流環(huán)輸出量得到驅(qū)動(dòng)該P(yáng)FC電路的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及開關(guān)電源技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于負(fù)載電流前饋的PFC電路控制方法及裝置。

背景技術(shù)

功率因數(shù)校正(Power-Factor Correction，簡(jiǎn)稱為PFC)單元可以有效提高電能質(zhì)量及減少對(duì)電網(wǎng)諧波的影響，廣泛應(yīng)用于電力變換器中。PFC單元作為AC/DC變換，一方面實(shí)現(xiàn)輸入功率因數(shù)為1，另一方面實(shí)現(xiàn)輸出直流穩(wěn)定。針對(duì)輸出具有雙母線的拓?fù)淝闆r，還需實(shí)現(xiàn)正負(fù)兩母線之間的電壓平衡。目前，大部分的PFC建模僅僅考慮平衡負(fù)載，或者在控制算法開發(fā)時(shí)僅僅將負(fù)載作為被控對(duì)象中的擾動(dòng)干擾。然后針對(duì)大的擾動(dòng)，正負(fù)兩母線之間的電壓不能平衡，以三進(jìn)單出UPS為例，在輸出短路時(shí)，會(huì)發(fā)生直流母線高壓報(bào)警，從而使UPS工作異常。另外，在負(fù)載大電流的情況下，由于母線的不平衡，考慮到尖峰電壓的因素，需要選取更高電壓等級(jí)的半導(dǎo)體器件，導(dǎo)致系統(tǒng)成本的上升及系統(tǒng)效率的降低。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種基于負(fù)載電流前饋的PFC電路控制方法及裝置。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下：一種基于負(fù)載電流前饋的PFC電路控制方法，應(yīng)用于雙母線輸出的PFC電路，包括如下步驟：

基于所述PFC電路獲取輸入電流、輸入電壓、負(fù)載電流和雙母線電壓；

計(jì)算雙母線電壓和與雙母線電壓參考值的差值，記為第一差值，所述第一差值為電壓環(huán)輸入；基于電壓環(huán)差值進(jìn)行電壓環(huán)的偏差控制，得到電壓環(huán)輸出量；

計(jì)算雙母線電壓差，得到平衡環(huán)差值；基于平衡環(huán)差值進(jìn)行平衡環(huán)的偏差控制，得到平衡環(huán)輸出量；

所述負(fù)載電流經(jīng)由電流前饋控制器補(bǔ)償控制后，輸出前饋補(bǔ)償值；

計(jì)算平衡環(huán)輸出量與所述前饋補(bǔ)償值的差值，記為第二差值，將電壓環(huán)輸出量與第二差值之差作為電流環(huán)給定；基于所述電流環(huán)給定進(jìn)行電流環(huán)的偏差控制，得到電流環(huán)輸出量；

基于電流環(huán)輸出量得到驅(qū)動(dòng)所述PFC電路的驅(qū)動(dòng)信號(hào)；

所述前饋補(bǔ)償值通過(guò)以下公式獲得：

Vfeed＝k＊MaxRMSInCur＊IFeedback

其中，Vfeed為前饋補(bǔ)償值；MaxRMSInCur為電流前饋控制器獲取的負(fù)載所在電路的最大有效值電流；IFeedback為負(fù)載電流(經(jīng)過(guò)歸一化處理，其歸一化基礎(chǔ)為所偵測(cè)線路點(diǎn)最大有效值電流)；k為比例因子，1＞k＞0；

所述電流環(huán)的偏差控制為：將所述電流環(huán)給定與輸入電流相減，其差值即為電流環(huán)控制器輸入量，該輸入量通過(guò)控制器得到電流環(huán)輸出量。

優(yōu)選地，所述電壓環(huán)的偏差控制為：通過(guò)乘法器，對(duì)電壓環(huán)控制器輸出與所述輸入電壓相乘，該值即為電壓環(huán)輸出量。

優(yōu)選地，所述平衡環(huán)的偏差控制為：將0電壓與平衡環(huán)差值相減，該值即為平衡環(huán)控制器輸入。

另外，本發(fā)明還提供一種上述控制方法所涉及的控制裝置，其技術(shù)方案如下：一種基于負(fù)載電流前饋的PFC電路控制裝置，應(yīng)用于雙母線輸出的PFC電路，包括：