[發明專利]一種集成升降壓輸出的Boost PFC變換器及控制方法

有效

• 申請號: 202011006930.X
• 申請日: 2020-09-23
• 公開（公告）號: CN112152454B
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發明（設計）人: 蔡駿
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: H02M3/158
• 分類號: H02M3/158
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 田凌濤

1.一種集成升降壓輸出的Boost PFC變換器的控制方法，其特征在于：Boost PFC變換器包括交流電源u_s、第一二極管D₁、第二二極管D₂、第三二極管D₃、第四二極管D₄、第五二極管D₅、第六二極管D₆、第七二極管D₇、第一N型IGBT晶體管S₁、第二N型IGBT晶體管S₂、第三N型IGBT晶體管S₃、第一電解電容C₁、第二電解電容C₂、第三電解電容C₃、第一電感L₁、第二電感L₂；

其中，第一N型IGBT晶體管S₁的發射極與第五二極管D₅的陽極相對接，第一N型IGBT晶體管S₁的集電極與第五二極管D₅的陰極相對接，第二N型IGBT晶體管S₂的發射極與第六二極管D₆的陽極相對接，第二N型IGBT晶體管S₂的集電極與第六二極管D₆的陰極相對接，第三N型IGBT晶體管S₃的發射極與第七二極管D₇的陽極相對接，第三N型IGBT晶體管S₃的集電極與第七二極管D₇的陰極相對接；

交流電源u_s的其中一端分別對接第一二極管D₁的陽極、第二二極管D₂的陰極，交流電源u_s的另一端分別對接第三二極管D₃的陽極、第四二極管D₄的陰極；第一二極管D₁的陰極、第三二極管D₃的陰極、第一電解電容C₁的其中一端、第一電感L₁的其中一端四者相對接；

第一電感L₁的另一端分別對接第一N型IGBT晶體管S₁的發射極、第二N型IGBT晶體管S₂的集電極；第二N型IGBT晶體管S₂的發射極分別對接第三N型IGBT晶體管S₃的集電極、第二電感L₂的其中一端，第二電感L₂的另一端對接第二電解電容C₂的其中一端；第一N型IGBT晶體管S₁的集電極對接第三電解電容C₃的其中一端；第二二極管D₂的陽極、第四二極管D₄的陽極、第一電解電容C₁的另一端、第三N型IGBT晶體管S₃的發射極、第二電解電容C₂的另一端、第三電解電容C₃的另一端六者相對接；

第二電解電容C₂的兩端構成低壓輸出端u₁，用于接入低壓負載；第三電解電容C₃的兩端構成高壓輸出端u₂，用于接入高壓負載；

所述控制方法包括如下步驟：

步驟A.采集高壓輸出端u₂的電壓值U₂，并獲得其與參考電壓值之間的誤差，然后針對該誤差進行PI處理，獲得參考電流幅值并進入步驟B；

步驟B.采集第一二極管D₁陰極的電壓值U_dc，并除以第一二極管D₁陰極位置電壓值的峰值K，所獲結果與參考電流幅值經過乘法器處理，獲得第一電流參考值然后進入步驟C；

步驟C.采集經過第一電感L₁的電流i_dc，并獲得其與第一電流參考值之間的誤差，然后針對該誤差依次經過PI處理、PWM處理后，針對所獲結果取反，即獲得第一N型IGBT晶體管S₁所對應的控制信號S'₁，然后進入步驟D；

步驟D.采集經過第二電感L₂的電流i₁，并獲得其與第二電流參考值之間的誤差，然后針對該誤差依次經過PI處理、PWM處理，獲得第三N型IGBT晶體管S₃所對應的控制信號S'₃，然后進入步驟E；

步驟E.針對第一N型IGBT晶體管S₁所對應的控制信號S'₁與第三N型IGBT晶體管S₃所對應的控制信號S'₃，執行邏輯異或運算，獲得第二N型IGBT晶體管S₂所對應的控制信號S'₂，然后進入步驟F；

步驟F.應用分別對應第一N型IGBT晶體管S₁、第二N型IGBT晶體管S₂、第三N型IGBT晶體管S₃的控制信號S'₁、S'₂、S'₃，分別針對第一N型IGBT晶體管S₁、第二N型IGBT晶體管S₂、第三N型IGBT晶體管S₃進行控制。