[發明專利]一種電流滯環控制電路及控制方法

在審

• 申請號: 201810071996.3
• 申請日: 2018-01-25
• 公開（公告）號: CN108306526A
• 公開（公告）日: 2018-07-20
• 發明（設計）人: 申宏偉;張昊東;萬志華;王建軍;譚文華;付進軍;董星言;張春雷;吳春燕
• 申請（專利權）人: 北京航天發射技術研究所;中國運載火箭技術研究院
• 主分類號: H02M7/217
• 分類號: H02M7/217;H02M1/42
• 代理公司: 北京國之大銘知識產權代理事務所(普通合伙) 11565
• 代理人: 朱曉蕾

1.一種電流滯環控制電路，其特征在于：該控制電路包括通用輸入單元、整流單元、有源功率因數校正單元、輸入電壓檢測單元、輸入電流檢測單元、輸出電壓檢測單元、單片機、數模轉換單元及控制芯片；

所述通用輸入單元，用于接入三相交流電或單相交流電或直流電；

所述整流單元，用于對所述通用輸入單元接入的電進行整流；

所述有源功率因數校正單元，用于對整流后的電進行功率因數校正、輸出直流電；

所述輸入電壓檢測單元，用于檢測輸入電壓信號；

所述輸入電流檢測單元，用于檢測輸入電流信號；

所述輸出電壓檢測單元，用于檢測輸出電壓信號；

所述單片機，用于獲取所述輸出電壓信號和所述輸入電壓信號，并將輸出電壓信號與預設參考值進行比較、以得到誤差值，將所述誤差值進行PI運算后、與輸入電壓信號相乘，再根據運算結果輸出對應占空比的脈沖寬度調制信號；且單片機還用于通過內部的定時器產生向控制芯片發出的周期性控制信號；

所述數模轉換單元，用于對所述脈沖寬度調制信號進行數模轉換，以得到模擬控制信號；

所述控制芯片，用于獲取所述輸入電流信號和所述模擬控制信號，并將輸入電流信號與模擬控制信號進行比較：在輸入電流信號的幅值上升至模擬控制信號的幅值時，則控制芯片向有源功率因數校正單元輸出開關管關斷信號；所述控制芯片還用于在收到所述單片機發出的周期性控制信號后，向有源功率因數校正單元輸出開關管開通信號。

2.根據權利要求1所述的電流滯環控制電路，其特征在于：該控制電路還包括軟啟動單元；

所述軟啟動單元用于控制繼電器的開斷，且所述繼電器兩端分別連接整流單元和有源功率因數校正單元；該控制電路還包括與所述繼電器并聯的電阻R12。

3.根據權利要求2所述的電流滯環控制電路，其特征在于：所述通用輸入單元包括三個輸入端口，三個輸入端口用于同時接入三相交流電，或任意兩個端口接入單相交流電、直流電中的一種。

4.根據權利要求3所述的電流滯環控制電路，其特征在于：所述整流單元包括兩個整流橋，整流橋的輸入端與所述輸入端口連接，且整流橋輸出端與有源功率因數校正單元連接。

5.根據權利要求4所述的電流滯環控制電路，其特征在于：所述有源功率因數校正單元包括依次串聯于整流橋輸出端正負兩極的電感L1和開關管VM1，且所述電感L1與所述開關管VM1的連接點依次串聯正向設置的二極管VD4、電容C2后接整流橋輸出端負極。

6.根據權利要求5所述的電流滯環控制電路，其特征在于：所述輸入電壓檢測單元包括一端分別與三個輸入端口連接的第一檢測模塊、第二檢測模塊及第三檢測模塊，且三個檢測模塊的另一端均依次串聯電阻R4、電阻R5后接整流橋輸出端負極；其中，電阻R4、電阻R5的連接點作為輸入電壓信號檢測點，第一檢測模塊包括依次串聯的正向設置的二極管VD1和電阻R1，第二檢測模塊包括依次串聯的正向設置的二極管VD2和電阻R2，第三檢測模塊包括依次串聯的正向設置的二極管VD3和電阻R3。

7.根據權利要求6所述的電流滯環控制電路，其特征在于：所述輸入電流檢測單元包括電流互感器，所述電流互感器的一側串聯于開關管VM1與整流橋輸出端負極之間、另一側依次串聯穩壓管VZ1和反向設置的二極管VD7后接整流橋輸出端負極，另一側還串聯正向設置的二極管VD6和電阻R11后接整流橋輸出端負極；且二極管VD6和電阻R11的連接點串聯電阻R10一端，電阻R10另一端作為輸入電流信號檢測點。

8.根據權利要求7所述的電流滯環控制電路，其特征在于：所述輸出電壓檢測單元與電容C2并聯、包括串聯的電阻R8和電阻R9，電阻R8、電阻R9之間的連接點作為輸出電壓信號檢測點。

9.根據權利要求8所述的電流滯環控制電路，其特征在于：所述單片機的型號為ATmega88，所述控制芯片的型號為TL2843B，所述開關管VM1為SiC開關管，所述二極管VD4為SiC二極管。

10.一種利用權利要求1至9中任一權利要求所述的控制電路的電流滯環控制方法，其特征在于：該控制方法包括如下步驟，

開關管關斷步驟，將輸出電壓信號與預設參考值比較后得到誤差值，將誤差值進行PI運算后、與輸入電壓信號相乘，根據運算結果輸出對應占空比的脈沖寬度調制信號；對脈沖寬度調制信號進行數模轉換，以得到模擬控制信號；將輸入電流信號與模擬控制信號進行比較：在輸入電流信號的幅值上升至模擬控制信號的幅值時，則通過控制芯片向有源功率因數校正單元輸出開關管關斷信號，將開關管關斷，以確定電流波形的上包絡；

開關管開通步驟，通過單片機內部的定時器產生向控制芯片發出的周期性控制信號，通過控制芯片接收單片機發出的周期性控制信號后，向有源功率因數校正單元輸出開關管開通信號。