[發(fā)明專利]CRM升壓型PFC變換器改進(jìn)恒導(dǎo)通時間控制方法及控制電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010564249.0
• 申請日: 2020-06-19
• 公開（公告）號: CN111669042B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 任小永;周玉婷;吳羽;陳乾宏;張之梁;施佳楠;徐正杰
• 申請（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號: H02M1/42
• 分類號: H02M1/42
• 代理公司: 南京匯盛專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32238
• 代理人: 張立榮

本發(fā)明公開了一種CRM升壓型PFC變換器改進(jìn)恒導(dǎo)通時間控制方法及控制電路，屬于電能變換范疇。控制電路包括CRM升壓型PFC變換器主功率電路和控制電路，其中控制電路包括輸入電壓采樣電路、改進(jìn)電感電流過零檢測電路、輸出電壓采樣電路、數(shù)字控制單元或模擬控制單元；所述模擬控制單元包括電壓誤差調(diào)節(jié)器和驅(qū)動信號產(chǎn)生電路。本發(fā)明通過一種改進(jìn)電感電流過零檢測電路，實(shí)現(xiàn)對電感電流過零信號的提前檢測，補(bǔ)償信號傳播延時的影響，縮短甚至消除反向諧振過程，實(shí)現(xiàn)無諧振或部分諧振恒導(dǎo)通時間控制，改善輸入電流THD。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種CRM升壓型PFC變換器改進(jìn)恒導(dǎo)時間控制及其控制電路，屬于功率變換技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著電力電子裝置的快速發(fā)展，大量諧波電流注入電網(wǎng)，電網(wǎng)諧波污染嚴(yán)重。為此，國際電工委員會和航空無線電技術(shù)委員會相繼頒布并修訂了EN61000-3-2、IEC555-2、DO-160G等電流諧波標(biāo)準(zhǔn)，對不同功率等級的AC-DC變換器所需滿足的電流諧波標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了明確規(guī)定。有源功率因數(shù)校正(Power?Factor?Correction，PFC)技術(shù)可提高AC-DC變換器的功率因數(shù)(Power?Factor)，降低輸入電流總諧波失真(Total?Harmonics?Distortion，THD)，其體積重量輕便、諧波抑制能力良好，已被廣泛使用以減小電子設(shè)備對電網(wǎng)的諧波污染。CRM升壓型PFC變換器因其輸入電流紋波小、控制簡單等優(yōu)點(diǎn)，已成為單相PFC變換器最常用拓?fù)洹?/p>

CRM升壓型PFC變換器軟開關(guān)的實(shí)現(xiàn)得益于升壓電感與功率開關(guān)器件寄生電容的諧振，然而諧振的存在導(dǎo)致開關(guān)周期內(nèi)的電感電流偏離理想三角形狀，在傳統(tǒng)恒導(dǎo)通時間控制下發(fā)生畸變，難以滿足諧波標(biāo)準(zhǔn)。為改善輸入電流THD，變導(dǎo)通時間控制被廣泛運(yùn)用。然而基于模擬方式的變導(dǎo)通時間控制較為復(fù)雜且難以實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的輸入電流THD；基于數(shù)字方式的變導(dǎo)通時間控制涉及開方、除法、乘法等復(fù)雜運(yùn)算，對數(shù)字控制器要求高，成本相應(yīng)增加。為了改善輸入電流THD的同時不增加控制的復(fù)雜度，需要對傳統(tǒng)恒導(dǎo)通時間控制進(jìn)行改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對傳統(tǒng)恒導(dǎo)通時間控制下輸入電流畸變嚴(yán)重、變導(dǎo)通時間控制復(fù)雜且成本高等問題，提出一種改進(jìn)恒導(dǎo)通時間控制方法，通過改進(jìn)電感電流過零檢測電路實(shí)現(xiàn)電感電流過零信號的提前檢測，補(bǔ)償信號傳播延時的影響，縮短甚至消除反向諧振過程，以實(shí)現(xiàn)無諧振或者部分諧振控制，改善輸入電流THD。

上述目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種CRM升壓型PFC變換器改進(jìn)恒導(dǎo)通時間控制電路，包括CRM升壓型PFC變換器主功率電路和控制單元，其中控制單元包括輸入電壓采樣電路、改進(jìn)電感電流過零檢測電路、輸出電壓采樣電路、數(shù)字控制單元或模擬控制單元；所述數(shù)字控制單元包括模/數(shù)轉(zhuǎn)換單元、中斷系統(tǒng)、運(yùn)算處理單元和ePWM模塊；所述模擬控制單元包括電壓誤差調(diào)節(jié)器和驅(qū)動信號產(chǎn)生電路。

其中，所述主功率電路包括EMI濾波器、整流橋、輸入濾波電容、采樣電阻、升壓電感、開關(guān)管、續(xù)流二極管、輸出電容以及負(fù)載；所述驅(qū)動信號產(chǎn)生電路包括RS觸發(fā)器、比較器和鋸齒波產(chǎn)生電路，其輸出端連接開關(guān)管的驅(qū)動電路；所述輸入電壓采樣電路輸入端連接輸入濾波電容的兩端，輸出端連接數(shù)字控制單元的模/數(shù)轉(zhuǎn)換接口或經(jīng)一隔離環(huán)節(jié)連接改進(jìn)電感電流過零檢測電路輸入端；所述改進(jìn)電感電流過零檢測電路輸入端連接采樣電阻兩端以及輸入電壓采樣電路和輸出電壓采樣電路，輸出端連接數(shù)字控制單元或RS觸發(fā)器的S端；所述輸出電壓采樣電路輸入端連接負(fù)載兩端，輸出端連接數(shù)字控制單元的模/數(shù)轉(zhuǎn)換接口或電壓誤差調(diào)節(jié)器和改進(jìn)電感電流過零檢測電路。