[發明專利]一種連續模式boost功率因數校正變換器的控制方法和裝置

有效

• 申請號: 201811053565.0
• 申請日: 2018-09-11
• 公開（公告）號: CN108923638B
• 公開（公告）日: 2023-10-27
• 發明（設計）人: 許建平;羅歡;何大印
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: H02M1/42
• 分類號: H02M1/42;H02M3/157
• 代理公司: 成都盈信專利代理事務所(普通合伙) 51245
• 代理人: 崔建中

一種連續模式boost功率因數校正變換器的控制方法和裝置。包括下列步驟：在一個開關周期開始時刻，檢測變換器的整流輸入電壓、電感電流、輸出電壓和輸出電流，計數器開始計數；計算得到電流參考信號；進行誤差放大得到誤差放大信號；計算得到高功率脈沖的脈寬控制信號與低功率脈沖的脈寬控制信號；根據電感電流選擇有效脈寬控制信號；結合計數器控制數字脈沖寬度調制器輸出高電平或低電平，驅動連續模式boost功率因數校正變換器的開關管。本發明的控制方法的電壓環與電流環解耦，輸出電壓中的二倍工頻紋波不會被引入到電流環中，因此電壓環可以設計在較寬的帶寬，既能保證較低的輸入電流畸變與較高的輸入功率因數，又能提高系統的瞬態響應能力。

技術領域

本發明涉及功率因數校正變換器技術領域，特別是一種連續模式boost功率因數校正變換器的控制方法和裝置。

背景技術

功率因數校正變換器可以降低電力電子裝置對公共電網的諧波污染，具有功率因數高，體積小，成本低等優點。工作于電感電流連續模式的boost功率因數校正變換器具有電感電流脈動小，輸入功率因數高，流過開關管的電流有效值小，已經廣泛應用于中、高功率的場合。傳統連續模式boost功率因數校正變換器的控制技術，如平均電流控制、峰值電流控制、滯環控制與非線性載波控制等具有高功率因數的優點，但是瞬態響應速度很慢。傳統的連續模式boost功率因數校正變換器的控制方法原理為：控制器對輸出電壓與參考信號進行誤差放大得到電壓誤差放大信號，并將電壓誤差放大信號與輸入電壓相乘得到電流參考信號，并采樣電感電流與電流參考信號進行誤差放大得到電流控制信號，最后將電流控制信號與鋸齒載波比較得到開關管的控制信號。由于功率因數校正變換器的輸出電壓存在較大的二倍工頻紋波，需要將電壓誤差放大器的帶寬設計在0～20Hz以減小二倍工頻紋波對控制環路的影響，進而減小功率因數校正變換器的輸入電流畸變，提高功率因數，但較窄的帶寬會極大的降低系統的瞬態響應能力。

發明內容

本發明的目的是提供一種連續模式boost功率因數校正變換器的控制方法和裝置，采用該方法和裝置可使得boost功率因數校正器保持高功率因數，同時具有很快的瞬態響應速度。

實現本發明目的的技術方案如下：

一種連續模式boost功率因數校正變換器的控制方法，包括在一個開關周期開始時刻，檢測所述連續模式boost功率因數校正變換器的整流輸入電壓v_rec、電感電流i_L、輸出電壓V_o和輸出電流I_o，并通過峰值檢測得到輸入電壓峰值V_m，計數器開始計數；

計算得到電流參考信號其中V_ref為預設的參考電壓；

將V_o與V_ref進行誤差放大得到誤差放大信號v_EA；

計算得到高功率脈沖的脈寬控制信號與低功率脈沖的脈寬控制信號其中，K_H為預設的高功率脈沖系數，K_L為預設的低功率脈沖系數；

當i_L<i_ref，選擇v_PH作為有效脈寬控制信號v_P；當i_L>i_ref，選擇v_PL作為有效脈寬控制信號v_P；

當0≤count≤v_P，數字脈沖寬度調制器輸出高電平，當v_P<count<v_EA，數字脈沖寬度調制器輸出低電平；當count＝v_EA，計數器清零，進入下一個開關周期；其中，count為計數器的計數值，數字脈沖寬度調制器輸出的高電平或低電平信號用于驅動所述連續模式boost功率因數校正變換器的開關管。