[發(fā)明專利]單相交錯并聯(lián)圖騰柱PFC電路的DCM控制方法和裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011401064.4
• 申請日: 2020-12-02
• 公開（公告）號: CN112564475B
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發(fā)明（設計）人: 王萬寶;楊志;王彥
• 申請（專利權）人: 國創(chuàng)移動能源創(chuàng)新中心（江蘇）有限公司;萬幫數(shù)字能源股份有限公司;萬幫星星充電科技有限公司
• 主分類號: H02M1/42
• 分類號: H02M1/42;H02M1/088;H02M7/219;H02M7/23
• 代理公司: 常州佰業(yè)騰飛專利代理事務所(普通合伙) 32231
• 代理人: 張勵

本發(fā)明提供一種單相交錯并聯(lián)圖騰柱PFC電路的DCM控制方法和裝置，方法包括：獲取給定電流和電網(wǎng)側電流，并根據(jù)給定電流和電網(wǎng)側電流計算主路的整流管導通時間；獲取電網(wǎng)側電壓和輸出母線電壓；根據(jù)整流管導通時間、電網(wǎng)側電壓和輸出母線電壓計算第一諧振時間、第二諧振時間、整流管關斷時間、整流管額外導通時間、整流管額外延長關斷時間；獲取主路的電感的電流；根據(jù)主路的電感的電流進行ZVS矯正以得到ZVS矯正時間；根據(jù)整流管導通時間、第一諧振時間、第二諧振時間、整流管關斷時間、整流管額外導通時間、整流管額外延長關斷時間、ZVS矯正時間計算單相交錯并聯(lián)圖騰柱PFC電路中開關管的開關周期。本發(fā)明能方便有效地實現(xiàn)開關管的ZVS，成本低，可靠性高。

技術領域

本發(fā)明涉及電路控制技術領域，具體涉及一種單相交錯并聯(lián)圖騰柱PFC電路的DCM控制方法和一種單相交錯并聯(lián)圖騰柱PFC電路的DCM控制裝置。

背景技術

功率因數(shù)校正是電源領域的常用技術，傳統(tǒng)的有橋拓撲存在變換器效率低、開關頻率低、磁性元器件體積大等問題。基于此，相關技術中提出的無橋圖騰柱PFC(PowerFactor Correction，功率因數(shù)校正)可以提高電源效率，然而，連續(xù)電流模式的圖騰柱PFC的開關管為硬開關，且存在二極管的反向恢復問題，開關損耗大，限制了開關頻率的進一步提高，濾波電感的體積仍然很大；基于硬件芯片實現(xiàn)的臨界電流模式PFC控制只能實現(xiàn)開關管的谷底電壓開通，不能完全實現(xiàn)開關管的零電壓開通，還存在一部分的開通損耗，且由于開關器件的開通損耗遠遠大于關斷損耗，開關頻率提高后，變換器的損耗將加大，效率降低。

發(fā)明內容

本發(fā)明為解決上述技術問題，提供了一種單相交錯并聯(lián)圖騰柱PFC電路的DCM(Discontinuous Conduction Mode，非連續(xù)導通模式)控制方法和裝置，能夠方便有效地實現(xiàn)單相交錯并聯(lián)圖騰柱PFC電路中開關管的ZVS(Zero Voltage Switch，零電壓開關)，無需增設較復雜的控制電路，成本較低，可靠性較高。

本發(fā)明采用的技術方案如下：

一種單相交錯并聯(lián)圖騰柱PFC電路的DCM控制方法，所述單相交錯并聯(lián)圖騰柱PFC電路包括兩路，所述兩路中的一路作為主路，所述主路中兩個開關管中一個作為整流管、另一個作為續(xù)流管，所述兩路中的另一路作為從跟隨路，所述方法包括以下步驟：獲取給定電流和電網(wǎng)側電流，并根據(jù)所述給定電流和所述電網(wǎng)側電流計算所述主路的整流管導通時間；獲取電網(wǎng)側電壓和輸出母線電壓；根據(jù)所述整流管導通時間、所述電網(wǎng)側電壓和所述輸出母線電壓計算第一諧振時間、第二諧振時間、整流管關斷時間、整流管額外導通時間、整流管額外延長關斷時間；獲取所述主路的電感的電流；根據(jù)所述主路的電感的電流進行ZVS矯正以得到ZVS矯正時間；根據(jù)所述整流管導通時間、所述第一諧振時間、所述第二諧振時間、所述整流管關斷時間、所述整流管額外導通時間、所述整流管額外延長關斷時間、所述ZVS矯正時間計算所述單相交錯并聯(lián)圖騰柱PFC電路中開關管的開關周期。

其中，所述從跟隨路中的驅動信號與所述主路中的驅動信號的相位差為180°。

獲取給定電流和電網(wǎng)側電流，并根據(jù)所述給定電流和所述電網(wǎng)側電流計算所述主路的整流管導通時間，具體包括：將給定電壓作為母線電壓外環(huán)的輸入，所述母線電壓外環(huán)根據(jù)所述給定電壓和輸出母線電壓閉環(huán)調節(jié)得到給定電流峰值；根據(jù)所述給定電流峰值和電網(wǎng)側電壓的角度得到所述給定電流；將所述給定電流作為電流內環(huán)的輸入，所述電流內環(huán)根據(jù)所述給定電流和所述電網(wǎng)側電流閉環(huán)調節(jié)得到所述整流管導通時間。

所述第一諧振時間t_r1的計算公式為：

其中，V_in為所述電網(wǎng)側電壓，V_o為所述輸出母線電壓，f_r為所述主路的電感與整流管的輸出電容所產(chǎn)生的諧振的諧振頻率，Z為所述主路的電感與整流管的輸出電容所產(chǎn)生的諧振的特征阻抗，t_on為所述整流管導通時間，L為所述主路電感的電感值。