[發明專利]網流純正弦驅動脈沖調頻調寬的單相AC-DC變換電路

有效

• 申請號: 201710822623.0
• 申請日: 2017-09-13
• 公開（公告）號: CN107612387B
• 公開（公告）日: 2019-12-27
• 發明（設計）人: 常中科;袁樂;喬天辰;董婭韻;楊喜軍;唐厚君;盧廣震;趙波;李新顏
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H02M7/219
• 分類號: H02M7/219;H02M1/44
• 代理公司: 31317 上海恒慧知識產權代理事務所(特殊普通合伙)
• 代理人: 徐紅銀

本發明提供一種網流純正弦驅動脈沖調頻調寬的單相AC?DC變換電路，其中，功率電路用以完成單相AC?DC的功率變換；控制電路用以完成對輸出電壓與電網電壓的瞬時檢測、AD轉換，并按照電壓外環控制原理進行模擬運算、數字運算和邏輯處理，得到修正后的占空比及調制后的開關頻率，形成PWM驅動脈沖，控制所述功率電路中功率開關的開關狀態，使得在電網電壓發生畸變時，輸入電流始終保持正弦波形，無需電流內環控制。本發明實現電網電壓畸變時輸入電流始終保持正弦的單相AC?DC變換，電感工作在DCM模式，電感量低，具有控制簡單，響應快速，防止電能質量污染的特點，廣泛用于車載或車用有線或無線充電機、變頻空調等應用場合。

技術領域

本發明涉及電力電子變換技術領域的一種單相功率變換電路，具體地，涉及一種網流純正弦驅動脈沖調頻調寬的單相AC-DC變換電路。

背景技術

為了應對AC-DC變換器工作狀態時電網電壓發生畸變造成的電能質量污染問題，降低諧波電流的危害，抑制諧波電流的干擾，使其符合諧波電流的相關標準，需要采用反饋調制技術。單相AC-DC變換器的反饋調制技術具有多種控制策略，例如傳統的雙閉環控制。采用雙閉環控制策略抑制諧波電流的效果較好，但是控制電路復雜，調制方式繁瑣。在原理上，雙閉環控制需要采用慢速的電壓外環，以此來穩定輸出直流電壓，需要采用快速的電流內環，以此來獲得網側正弦波電流和網側單位功率因數。傳統電壓外環一般采用電壓誤差放大器，電壓誤差放大器的慣性較大，一定程度上影響了雙閉環控制的動態響應速度。

經過對采用反饋控制原理的單相AC-DC變換器現有技術的檢索，發現主要有以下代表性文獻：

[1]李東和阮新波.《高效率的BOOST型功率因數校正預調節器》.中國電機工程學報.V24,No.10，2004.10：153-156，其主要技術特征如下：采用UC3854BN模擬控制器，電壓誤差放大器作為電壓外環控制器，PI調節器作為電流內環控制器，系統設計較為復雜。

[2]何志遠和韋巍.《基于虛擬磁鏈的PWM整流器定向功率控制研究》.浙江大學學報.V38,No.12，2004.11：1619-1622，其主要技術特征如下：三相整流器，電壓誤差放大器作為電壓外環控制器，而且采用砰砰控制，帶來開關頻率突變，以此引入擾動和噪聲，降低系統的可靠性，甚至使得系統的性能發生惡化。

綜合以上，對單相AC-DC變換器現有技術的檢索發現，傳統的單相AC-DC變換電路缺乏較好應對電網電壓畸變的反饋控制策略和相應的功率電路拓撲，存在諧波電流注入電網的不利現象，造成電網電能質量污染問題。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種網流純正弦驅動脈沖調頻調寬的單相AC-DC變換電路，實現電網電壓畸變時輸入電流始終保持正弦的單相AC-DC變換，具有控制簡單，響應快速，防止電能質量污染的優點。

本發明是通過以下技術方案實現的。

本發明提供一種網流純正弦驅動脈沖調頻調寬的單相AC-DC變換電路，包括功率電路和控制電路，其中：

所述功率電路用以完成單相AC-DC的功率變換；

所述控制電路用以完成對輸出電壓和電網電壓的瞬時檢測與AD轉換，并按照電壓外環控制原理對輸出電壓和電網電壓進行處理(包括模擬運算、數字運算和邏輯處理)，得到修正后的占空比及調制后的開關頻率，形成PWM驅動脈沖，控制所述功率電路中功率開關的PWM開關狀態，使得電網電壓發生畸變時，輸入電流始終保持正弦波形；具體為：

所述控制電路包括電網電壓檢測電路、電壓提升電路、輸出電壓檢測電路以及DSP程序單元；其中：

所述電網電壓檢測電路用于將電網電壓通過電壓互感器和分壓電路a后分得的電壓作為電網電壓檢測值輸入電壓提升電路；

所述電壓提升電路用于提升電網電壓檢測值并送入DSP程序單元；