[发明专利]网流纯正弦驱动脉冲调频调宽的单相AC-DC变换电路

说明书

本发明提供一种网流纯正弦驱动脉冲调频调宽的单相AC‑DC变换电路，其中，功率电路用以完成单相AC‑DC的功率变换；控制电路用以完成对输出电压与电网电压的瞬时检测、AD转换，并按照电压外环控制原理进行模拟运算、数字运算和逻辑处理，得到修正后的占空比及调制后的开关频率，形成PWM驱动脉冲，控制所述功率电路中功率开关的开关状态，使得在电网电压发生畸变时，输入电流始终保持正弦波形，无需电流内环控制。本发明实现电网电压畸变时输入电流始终保持正弦的单相AC‑DC变换，电感工作在DCM模式，电感量低，具有控制简单，响应快速，防止电能质量污染的特点，广泛用于车载或车用有线或无线充电机、变频空调等应用场合。

技术领域

本发明涉及电力电子变换技术领域的一种单相功率变换电路，具体地，涉及一种网流纯正弦驱动脉冲调频调宽的单相AC-DC变换电路。

背景技术

为了应对AC-DC变换器工作状态时电网电压发生畸变造成的电能质量污染问题，降低谐波电流的危害，抑制谐波电流的干扰，使其符合谐波电流的相关标准，需要采用反馈调制技术。单相AC-DC变换器的反馈调制技术具有多种控制策略，例如传统的双闭环控制。采用双闭环控制策略抑制谐波电流的效果较好，但是控制电路复杂，调制方式繁琐。在原理上，双闭环控制需要采用慢速的电压外环，以此来稳定输出直流电压，需要采用快速的电流内环，以此来获得网侧正弦波电流和网侧单位功率因数。传统电压外环一般采用电压误差放大器，电压误差放大器的惯性较大，一定程度上影响了双闭环控制的动态响应速度。

经过对采用反馈控制原理的单相AC-DC变换器现有技术的检索，发现主要有以下代表性文献：

[1]李东和阮新波.《高效率的BOOST型功率因数校正预调节器》.中国电机工程学报.V24,No.10，2004.10：153-156，其主要技术特征如下：采用UC3854BN模拟控制器，电压误差放大器作为电压外环控制器，PI调节器作为电流内环控制器，系统设计较为复杂。

[2]何志远和韦巍.《基于虚拟磁链的PWM整流器定向功率控制研究》.浙江大学学报.V38,No.12，2004.11：1619-1622，其主要技术特征如下：三相整流器，电压误差放大器作为电压外环控制器，而且采用砰砰控制，带来开关频率突变，以此引入扰动和噪声，降低系统的可靠性，甚至使得系统的性能发生恶化。

综合以上，对单相AC-DC变换器现有技术的检索发现，传统的单相AC-DC变换电路缺乏较好应对电网电压畸变的反馈控制策略和相应的功率电路拓扑，存在谐波电流注入电网的不利现象，造成电网电能质量污染问题。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种网流纯正弦驱动脉冲调频调宽的单相AC-DC变换电路，实现电网电压畸变时输入电流始终保持正弦的单相AC-DC变换，具有控制简单，响应快速，防止电能质量污染的优点。

本发明是通过以下技术方案实现的。

本发明提供一种网流纯正弦驱动脉冲调频调宽的单相AC-DC变换电路，包括功率电路和控制电路，其中：

所述功率电路用以完成单相AC-DC的功率变换；

所述控制电路用以完成对输出电压和电网电压的瞬时检测与AD转换，并按照电压外环控制原理对输出电压和电网电压进行处理(包括模拟运算、数字运算和逻辑处理)，得到修正后的占空比及调制后的开关频率，形成PWM驱动脉冲，控制所述功率电路中功率开关的PWM开关状态，使得电网电压发生畸变时，输入电流始终保持正弦波形；具体为：

所述控制电路包括电网电压检测电路、电压提升电路、输出电压检测电路以及DSP程序单元；其中：

所述电网电压检测电路用于将电网电压通过电压互感器和分压电路a后分得的电压作为电网电压检测值输入电压提升电路；

所述电压提升电路用于提升电网电压检测值并送入DSP程序单元；