[發明專利]寬工作頻率范圍交錯PFC的動態自適應數字調整方法

有效

• 申請號: 201810002506.4
• 申請日: 2018-01-02
• 公開（公告）號: CN108111011B
• 公開（公告）日: 2019-06-18
• 發明（設計）人: 馮穎;張仕煜;杜娟;蘇比哈什·如凱迦
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H02M1/42
• 分類號: H02M1/42
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 李斌

本發明公開了一種針對寬工作頻率范圍交錯PFC的動態自適應數字調整方法，該調整方法在交錯PFC的控制環路中增加一個動態調整器來實現根據交錯PFC的輸入電壓頻率變化的動態自適應參數調整。基本工作過程如下：1)根據輸入電壓采樣信號計算得到輸入電壓頻率；2)判斷輸入電壓頻率是否超出范圍，并依據判斷結果進行參數的實時自適應調整更新；3)通過加權平均算法得到輸入電壓平均信號；4)基于調整結果實現實時動態調整輸入電壓采樣信號。該自適應調整方法不僅可以消除輸入電壓信號中的高頻尖峰，且保證輸入電壓信號不失真，較好解決傳統方法下交錯PFC由于寬工作頻率范圍所帶來的保護與功率因數校正的矛盾。

技術領域

本發明涉及電力電子技術領域，具體涉及一種針對寬工作頻率范圍交錯PFC的動態自適應數字調整方法。

背景技術

交錯PFC在中高功率設備的功率因數校正領域應用廣泛，在相同功率下，相較于其他PFC拓撲，交錯PFC具有性能優越、提高模塊的功率密度等優點。隨著電力電子技術的發展，采用數字控制技術的交錯PFC模塊受到了越來越多的關注。由于數字技術的靈活控制等特性，使得電力電子領域基于模擬控制難以解決的問題可以得到有效的解決方案。

模擬芯片控制的交錯PFC，通常工作在工頻輸入電壓，頻率變化范圍小，可以較好的滿足需求。但在航空航天領域，通常需要PFC模塊用于工作在360Hz到800Hz之間的寬頻率輸入范圍內，此時輸入電壓的濾波保護和系統的高功率因數實現上存在著矛盾。隨著數字芯片的普遍應用，采用數字控制方式能對上述問題的提供有效的解決方案。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術中的上述缺陷，結合數字技術控制的優點與靈活性，提出一種針對寬工作頻率范圍交錯PFC的動態自適應數字調整方法。

本發明的目的可以通過采取如下技術方案達到：

一種針對寬工作頻率范圍交錯PFC的動態自適應數字調整方法，在交錯PFC的控制環路中加入動態調整器，且動態調整器的動態自適應調整方法的過程如下：

S1、初始化工作，先通過采樣獲取到輸入電壓采樣信號；

S2、根據獲取到的輸入電壓采樣信號計算得到輸入電壓的頻率；

S3、再判斷輸入電壓的頻率與上一拍計算的輸入電壓頻率誤差是否在一定范圍內；

S4、若輸入頻率誤差在一定范圍內，視為頻率恒定，則不做參數調整；

S5、若頻率變化超過一定范圍，計算出新的加權參數并將加權平均算法公式的參數更改為新的加權參數；

S6、接著根據加權平均算法公式計算得到輸入電壓平均信號；

S7、獲取新的輸入電壓采樣信號，再次循環執行步驟S1-S6，基于調整結果實現實時動態調整輸入電壓采樣信號。

進一步地，所述的步驟S2中輸入電壓的頻率計算根據采樣獲取的輸入電壓信號計算其頻率，首先在數字控制器運行時，設置采樣時間t，其中t＜＜輸入電壓周期，在每個采樣時間對采樣到的輸入電壓進行過零判斷，若采樣得到的輸入電壓第一次過零，將計數N重置為零；其后每隔一段時間t對輸入電壓繼續進行過零判斷，若不過零則將N加1處理，直至再次過零，將N記錄，并再次重置為零；其中，輸入電壓的頻率計算公式如下：

進一步地，所述的步驟S3中對輸入電壓頻率誤差進行判斷，其對頻率變化是否超過一定范圍的判斷公式如下：

其中，為當前輸入電壓的頻率，為上一拍輸入電壓的頻率，error為誤差范圍。

進一步地，所述的加權平均算法的輸出平均計算值可由下式得到