[发明专利]交错式功率因数校正电路及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力电子领域，具体而言，涉及一种交错式功率因数校正电路及其控制方法。

背景技术

现有的交错式并联功率因数校正电路（Power Factor Correction，PFC）一般采用两个或更多升压转换单元组成。图1是现有技术中两单元交错式PFC的电路拓扑图，其中第一升压转换单元包括第一电感L1、第一开关管Q1、第一二极管D1，第二升压转换单元包括第二电感L2、第二开关管Q2、第二二极管D2。

以上电路的具体交错式PFC，整流电路交流电源Vac转换为直流输入Vin，PFC电路中经过开关管的通断，对第一电感L1、第二电感L2、电容器C进行充放电，调节输入电流的大小，并将PFC电路的输出电压值升高至恒定的目标值。其控制过程为：控制器同时对多个电信号进行采集，根据采集信号进行反馈控制，向第一开关管Q1和第二开关管Q2的控制端输出与控制信号对应的占空比的PWM控制信号，以调节调节电流与电压同相位，完成PFC控制。

升压转换单元的工作原理为：当开关管导通时，向电感充电储存能量，当开关管关断时，电感通过二极管放电，从而电容器充电。两个升压转换单元依次工作，其中开关管控制端接收的占空比相等，且两个开关管控制信号的相位相差180°，以保证电路的平衡。交错式PFC的控制方案采用电压电流双闭环控制系统，通过电流内环控制相位，通过电压外环控制电压幅值。

为了保证电压电流双闭环控制的控制效果达到要求，PFC控制器需要对多个电信号进行采集，采集的电信号包括输入电流Iin，输入电压Vin，通过第一开关管的电流Iin1，通过第二开关管的电流Iin2，输出电压Vout。从而现有技术中的交错式并联功率因数校正电路的控制方法至少需要五个测量值，每个测量值的精度都会影响PFC电路的控制精度。

但是，通过硬件测量电信号的大小会带来测量误差，随着测量点的增多，引入的误差也就越大，从而降低了控制精度和控制可靠性。现有技术中对至少五个电信号进行测量，经过控制器的计算，引入的系统误差较大。

针对现有技术中电信号测量点多引入的系统误差大的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明旨在提供一种交错式功率因数校正电路及其控制方法，以解决现有技术中电信号测量点多引入的系统误差大的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种交错式功率因数校正电路的控制方法。该交错式功率因数校正电路的控制方法中的交错式功率因数校正电路包括第一升压转换单元和第二升压转换单元，第一升压转换单元包括第一开关管、第一电感和第一二极管，第二升压转换单元包括第二开关管、第二电感和第二二极管，其中，第一电感在第一开关管导通时充电，第一电感在第一开关管断开时通过第一二极管向负载放电，第二电感在第二开关管导通时充电，第二电感在第二开关管断开时通过第二二极管向负载放电，本发明提供的控制方法包括：分别采集第一电流值和第二电流值，其中，第一电流值为第一开关管导通时交错式功率因数校正电路的输入电流值，第二电流值为第二开关管导通时交错式功率因数校正电路的输入电流值；采集输出电压值，并使用状态观测器计算得出输入电压估算值；将第一电流值、第二电流值、输出电压值和输入电压估算值作为电压电流双闭环控制系统的参数计算第一目标占空比和第二目标占空比，其中，第一目标占空比为第一开关管的控制信号的目标占空比，第二目标占空比为第二开关管的控制信号的目标占空比；按照第一目标占空比向第一开关管发送第一控制信号，并按照第二目标占空比向第二开关管发送第二控制信号。

进一步地，按照第一目标占空比向第一开关管发送第一控制信号，并按照第二目标占空比向第二开关管发送第二控制信号包括：将第一电流值和第二电流值作为占空比闭环控制系统的参数计算占空比调整值；根据占空比调整值计算第一目标占空比的补偿值和第二目标占空比的补偿值；向第一开关管发送占空比为第一目标占空比的补偿值的第一控制信号，并向第二开关管发送占空比为第二目标占空比的补偿值的第二控制信号。

进一步地，将第一电流值和第二电流值作为占空比闭环控制系统的参数计算占空比调整值包括：计算第一电流值和第二电流值的差值；将差值作为占空比闭环控制系统的参数计算占空比调整值。

进一步地，在计算第一电流值和第二电流值的差值之前还包括：判断第一电流值和第二电流值是否相等，其中，在第一电流值和第二电流值不相等时，计算第一电流值和第二电流值的差值。