[發(fā)明專利]功率因數(shù)校正電路、控制方法和控制器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910471007.4
• 申請日: 2019-05-31
• 公開（公告）號: CN110212741B
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王兆豐;黃曉冬;趙晨
• 申請（專利權(quán)）人: 矽力杰半導(dǎo)體技術(shù)（杭州）有限公司
• 主分類號: H02M1/12
• 分類號: H02M1/12;H02M1/42
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

公開了一種功率因數(shù)校正電路、控制方法和控制器，通過根據(jù)測量的總諧波失真調(diào)整調(diào)整開關(guān)型調(diào)節(jié)電路的主開關(guān)管的導(dǎo)通時間,以在進行功率因數(shù)校正的同時最小化總諧波失真，從而不需要針對單獨某一類影響總諧波失真指標(biāo)的因素做專門的補償設(shè)計，簡化了整體的控制方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力電子技術(shù)，具體涉及一種功率因數(shù)校正電路、控制方法和控制器。

背景技術(shù)

功率因數(shù)(Power Factor，PF)是電壓與電流之間的相位差的余弦，也可表示為有效功率和視在功率的比值。功率因數(shù)是用來衡量用電設(shè)備用電效率的參數(shù)，低功率因數(shù)代表低電力效能。通過進行功率因數(shù)校正(Power Factor Correction，PFC)操作，可以消除或減小電壓和電流之間的相差，從而提高系統(tǒng)的功率因數(shù)，提高有功功率的傳輸效率，改善電網(wǎng)環(huán)境。

有源PFC電路通常依靠快速的輸入電流閉環(huán)調(diào)節(jié)，使得PFC的輸入電流能夠?qū)崟r跟蹤正弦的交流輸入電壓，達成功率因數(shù)校正的目的。當(dāng)今工業(yè)界對功率因數(shù)校正的性能在總諧波失真(Total HarmonicDistortion，THD)方面提出的要求越來越高，除了在重載條件下的總諧波失真要求以外，還專門針對半載條件甚至輕載條件規(guī)定了與重載條件下相當(dāng)規(guī)格的總諧波失真要求。

現(xiàn)有的降低總諧波失真的方案通常針對影響總諧波失真指標(biāo)的因素進行理論分析，進而基于建立的模型來提出對應(yīng)的補償控制策略。但是，這類方案通常只適用于某一個特定的條件。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明涉及一種功率因數(shù)校正電路、控制方法和應(yīng)用所述控制方法的控制器，以通過較為普適的方法改善功率因數(shù)校正電路的總諧波失真。

第一方面，提供一種功率因數(shù)校正電路，包括：

功率計，用于測量輸入端口的總諧波失真(THD)；

開關(guān)型調(diào)節(jié)器，受控于開關(guān)控制信號調(diào)節(jié)輸入信號的功率因數(shù)；以及，

控制器，被配置為生成開關(guān)控制信號控制所述開關(guān)型調(diào)節(jié)器以進行功率因數(shù)校正，其中，所述控制器根據(jù)測量的總諧波失真調(diào)整開關(guān)型調(diào)節(jié)器主開關(guān)管的導(dǎo)通時間以最小化總諧波失真。

優(yōu)選地，所述控制器被配置為在所述開關(guān)型調(diào)節(jié)器主開關(guān)管的導(dǎo)通時間的控制信號中反相疊加預(yù)定的至少一個諧波分量以調(diào)整所述導(dǎo)通時間使得總諧波失真最小化。

優(yōu)選地，所述控制器被配置為根據(jù)測量的總諧波失真調(diào)整各諧波分量的幅值比例以通過調(diào)整所述開關(guān)型調(diào)節(jié)器主開關(guān)管的導(dǎo)通時間最小化總諧波失真。

優(yōu)選地，所述控制器被配置為按照預(yù)定順序逐一調(diào)整各諧波分量的幅值比例由零遞增直至測量的總諧波失真不再下降。

優(yōu)選地，所述控制器采樣開關(guān)型調(diào)節(jié)器的輸入電壓，得到輸入電壓采樣信號，并根據(jù)所述控制信號調(diào)整開關(guān)型調(diào)節(jié)器主開關(guān)管的導(dǎo)通時間，其中，所述控制信號為第一信號和輸入電壓采樣信號的商，所述第一信號為輸入電壓采樣信號與第二信號之和，所述第二信號為與各諧波分量對應(yīng)的幅值比例相同的電壓諧波反相疊加后與基波的乘積，所述諧波分量根據(jù)所述輸入電壓采樣信號獲取；或者，

所述控制器采樣開關(guān)型調(diào)節(jié)器的輸入電壓，得到輸入電壓采樣信號，并根據(jù)所述控制信號調(diào)整開關(guān)型調(diào)節(jié)器主開關(guān)管的導(dǎo)通時間，其中，所述控制信號為第二信號和輸入電壓采樣信號的商加1，所述第二信號為與各諧波分量對應(yīng)的幅值比例相同的電壓諧波反相疊加后與基波的乘積，所述諧波分量根據(jù)所述輸入電壓采樣信號獲取。

優(yōu)選地，所述控制器被配置為根據(jù)控制信號調(diào)整開關(guān)型調(diào)節(jié)器主開關(guān)管的導(dǎo)通時間，其中所述控制信號為第三信號和基波信號的商，所述第三信號為在基波上反相疊加與各諧波分量對應(yīng)的幅值比例相同的各次電壓諧波，所述諧波分量由輸入電壓經(jīng)過電壓過零檢測后生成；或者