[發明專利]用于五電平功率因數校正器的窗口PWM控制電路有效

申請號：	201710796409.2	申請日：	2017-09-06
公開（公告）號：	CN107623434B	公開（公告）日：	2020-10-02
發明（設計）人：	宮力;蔣云昊;丁穩房;席自強	申請（專利權）人：	湖北工業大學
主分類號：	H02M1/42	分類號：	H02M1/42;H02M3/07;H02M1/088
代理公司：	武漢開元知識產權代理有限公司 42104	代理人：	王和平;張繼巍
地址：	430068 湖***	國省代碼：	湖北;42
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摘要：
搜索關鍵詞：	用于電平功率因數校正窗口 pwm 控制電路
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【權利要求書】：

1.一種用于五電平功率因數校正器的窗口PWM控制電路，其特征在于：包括CPLD芯片核心邏輯部分、電源電壓比較單元、電容電壓比較單元及電感電流滯環比較單元，所述CPLD芯片核心邏輯部分包括工作區域判斷單元和MOSFET柵極驅動信號產生單元；

所述工作區域判斷單元包含三路輸入數字信號和兩路輸出數字信號，所述MOSFET柵極驅動信號產生單元包含七路輸入數字信號和三路輸出數字信號；

所述電源電壓比較單元包含兩路輸入模擬信號、一路輸出模擬信號和三路輸出數字信號，所述電容電壓比較單元包含三路輸入模擬信號和兩路輸出數字信號，所述電感電流滯環比較單元包含兩個不同環寬的滯環比較器，含有兩路輸入模擬信號和兩路輸出數字信號；

所述五電平功率因數校正器包括二極管單相全橋整流電路、Boost升壓電感L、電力電子開關網絡、串聯電容網絡和并聯電阻網絡；所述Boost升壓電感L連接于所述二極管單相全橋整流電路直流正極與所述電力電子開關網絡第一端之間，所述電力電子開關網絡第二端連接于所述二極管單相全橋整流電路直流負極；

所述電力電子開關網絡包括N溝道MOSFET開關管T₁、N溝道MOSFET開關管T₂、N溝道MOSFET開關管T₃、二極管D₅、二極管D₆及二極管D₇；其中，所述N溝道MOSFET開關管T₁的漏極連接到所述Boost升壓電感L一端，所述N溝道MOSFET開關管T₁的源極連接到所述N溝道MOSFET開關管T₂的漏極，所述N溝道MOSFET開關管T₂的源極連接到所述N溝道MOSFET開關管T₃的漏極，所述N溝道MOSFET開關管T₃的源極連接到所述二極管單相全橋整流電路直流負極；所述二極管D₅的陽極連接到所述N溝道MOSFET開關管T₁的漏極，所述二極管D₆的陽極連接到所述N溝道MOSFET開關管T₂的漏極，所述二極管D₇的陰極連接到所述N溝道MOSFET開關管T₃的源極；

所述串聯電容網絡包括電解電容C₁、電解電容C₂及電解電容C₃；其中，所述電解電容C₁的正極連接到所述二極管D₅的陰極，所述電解電容C₁的負極連接到所述電解電容C₂的正極和所述二極管D₆的陰極，所述電解電容C₂的負極連接到所述電解電容C₃的正極和所述N溝道MOSFET開關管T₂的源極，所述電解電容C₃的負極和所述二極管D₇的陽極相連；

所述并聯電阻網絡包括電阻R₁、電阻R₂及電阻R₃；其中，所述電阻R₁的兩端并聯到所述電解電容C₁的兩端，所述電阻R₂的兩端并聯到所述電解電容C₂的兩端，所述電阻R₃的兩端并聯到所述電解電容C₃的兩端；

其中，工作區域判斷單元包含三路輸入數字信號X₁、X₂、X₃和兩路輸出數字信號k₀、k₁，數字信號X₁、X₂、X₃和CPLD芯片外部的電源電壓比較單元相連，數字信號k₀、k₁和MOSFET柵極驅動信號產生單元相連；MOSFET柵極驅動信號產生單元有七路輸入數字信號k₀、k₁、k₂、k₃、k₄、k₅、CLK和三路輸出數字信號S₁、S₂、S₃，其中，數字信號k₀、k₁和工作區域判斷單元相連，數字信號k₂、k₃和CPLD芯片外部的電容電壓比較單元相連，數字信號k₄、k₅和CPLD芯片外部的電感電流滯環比較單元相連，數字信號CLK和CPLD芯片外部的晶振相連；數字信號S₁、S₂、S₃為五電平功率因數校正器三個MOSFET的柵極驅動信號，與CPLD芯片外部的驅動電路相連，數字信號CLK為CPLD芯片的時鐘信號。CPLD芯片核心邏輯部分用于根據各路輸入數字信號狀態確定三個合適的MOSFET柵極驅動信號；

電源電壓比較單元含有兩路輸入模擬信號|v_s|_Sam、V_o_Sam，一路輸出模擬信號和三路輸出數字信號X₁、X₂、X₃；其中模擬信號|v_s|_Sam、V_o_Sam分別為電源電壓檢測值和輸出電壓檢測值，且檢測系數相同，數字信號X₁、X₂、X₃和CPLD芯片內部的工作區域判斷單元相連，模擬信號和電容電壓比較單元相連。電源電壓比較單元比較電源電壓檢測值和輸出電壓檢測值大小關系，并確定三個合適的輸出數字信號；

電容電壓比較單元含有三路輸入模擬信號V_C1_Sam、V_C3_Sam、和兩路輸出數字信號k₂、k₃；其中模擬信號V_C1_Sam、V_C3_Sam分別為電容C₁、C₃電壓檢測值，模擬信號和電源電壓比較單元相連，數字信號k₂、k₃和CPLD芯片內部的MOSFET柵極驅動信號產生單元相連；電容電壓比較單元用于比較兩個電容電壓檢測值和輸出電壓檢測值大小關系，并確定電容工作狀態；

電感電流滯環比較單元包括兩個不同環寬的滯環比較器，含有兩路輸入模擬信號i_L^*、i_L和兩路輸出數字信號k₄、k₅；其中模擬信號i_L^*、i_L分別為電感電流指令值和實際檢測值，數字信號k₄、k₅和CPLD芯片內部的MOSFET柵極驅動信號產生單元相連；電感電流滯環比較單元根據電感電流指令值和實際值大小關系，產生兩路不同頻率的輸出數字信號。