[发明专利]一种PFC变换器脉冲频率调制均值电流控制方法及装置

说明书

一种PFC变换器脉冲频率调制均值电流控制方法及装置。在每个开关周期开始时刻，将整流桥的输出电压Vsubgt;s/subgt;及其峰值Vsubgt;m/subgt;、变换器的输出电流Isubgt;n/subgt;和输出电压参考Vsubgt;ref/subgt;送入参考电流生成器得到电流参考信号Isubgt;ref/subgt;；将Isubgt;ref/subgt;、Vsubgt;s/subgt;、整流桥的输出电流Isubgt;s/subgt;、变换器的输出电压Vsubgt;n/subgt;和预设恒定导通时间Tsubgt;on/subgt;送入关断时间生成器得到关断时间控制信号tsubgt;off/subgt;；将Vsubgt;n/subgt;和电压基准值Vsubgt;ref/subgt;送入补偿器得到的误差信号作为导通时间控制信号tsubgt;on/subgt;；将tsubgt;off/subgt;和tsubgt;on/subgt;送入脉冲频率调制器得到控制时序Vsubgt;p/subgt;，用以控制PFC变换器开关管的导通与关断。本发明适用于多种PFC变换器拓扑，提高了负载和输入瞬态响应速度，减小了输出电压波动，减少了电流环补偿网络，并且能在宽输入电压和负载范围内具有良好的功率因数校正功能。

技术领域

本发明涉及功率因数校正(Power Factor Correction,PFC)变换器的控制方法及装置，属于电力电子设备领域，具体为一种PFC变换器脉冲频率调制均值电流控制方法及其装置。

背景技术

随着电力电子技术的发展，电力电子装置已经得到广泛应用。传统AC/DC变换器包含各种非线性器件和储能器件，会使得输入电压和输入电流不同步。将其直接接入公共电网使用时，会引起电网电流产生畸变，即电网电流含有大量谐波成分。一方面在电能的传送过程中造成不必要的损耗，另一方面严重影响输电线路上其他电气设备的正常工作。

为了保证公共电网的正常供电，AC/DC变换器需要采用PFC技术。PFC技术可分为无源PFC和有源PFC，其中有源PFC技术能对变化的谐波电流进行快速的动态跟踪补偿，而且补偿特性不受电网阻抗和负载阻抗影响，可实现理想的功率因数校正，其功率因数可以达到0.99以上，使输入电流接近正弦并且与输入电压相位一致。与无源PFC相比，有源PFC技术具有补偿特性好的优点，因而在工业中得到了广泛的应用。

传统的有源PFC变换器控制方法主要有峰值电流控制和平均电流控制。相比于峰值电流控制，平均电流控制具有更高的功率因数和更小的THD，并且对噪声不敏感，因此其应用比较广泛。但是，平均电流控制需要两个PI补偿器，其中电压环PI补偿器用于调节输出电压，电流环PI补偿器用于使电感电流跟随电流参考信号。此外，电流型滞环控制利用滞环思想使电感电流在电流参考信号附近的一定范围内变化，以实现功率因数校正；由于减少了平均电流控制中的电流环PI补偿器，其输入电流瞬态响应速度得到改善。以上PFC变换器控制方法的电流参考信号均是由电压环PI补偿器的输出与输入电压经过乘法器产生，其电压环PI补偿器的调节速度受到电流参考限制，影响了输入和负载瞬态性能的提升。因此，需要采用其他方法代替电流环PI补偿器以及获取电流参考信号，以便有效地提高PFC变换器的输入和负载瞬态响应速度。

发明内容

本发明的目的是提供一种PFC变换器脉冲频率调制均值电流控制方法及装置，使其瞬态响应速度得到明显改善，并且具有较高的功率因数值，适用于各类基本的PFC变换器拓扑。

本发明采用的技术方案如下：

一种PFC变换器脉冲频率调制均值电流控制方法，在每个开关周期开始时刻，检测所述PFC变换器的整流桥的输出电流I_s、输出电压V_s、输出电压峰值V_m和所述PFC变换器的输出电流I_n、输出电压V_n；