[发明专利]提高隔离型三电平PFC变换器PF的控制系统及方法

摘要

本发明公开了一种提高隔离型三电平PFC变换器PF的控制系统及方法。该系统包括隔离型三电平PFC变换器和数字处理控制器，其中隔离型三电平PFC变换器包括交流输入电源、二极管整流桥、输入电感和半桥三电平直流变换器，交流输入电源连接二极管整流桥的输入端，二极管整流桥的输出端经输入电感接入半桥三电平直流变换器的输入端；其中数字处理控制器包括ADC模块、数据处理模块和PWM脉冲宽度调制模块；所述PWM脉冲宽度调制模块的输出端经驱动电路接入隔离型三电平PFC变换器中各开关管的栅极。本发明提出的提高三电平隔离型PFC变换器PF的控制系统及方法，能够有效控制变换器的输入电流波形为纯正弦，将PF提高至1。

主权项

1.一种提高隔离型三电平PFC变换器PF的控制方法，其特征在于，包括隔离型三电平PFC变换器(1)和数字处理控制器(2)，其中：所述隔离型三电平PFC变换器(1)包括交流输入电源v_in、二极管整流桥RB、输入电感L_i和半桥三电平直流变换器，其中交流输入电源v_in连接二极管整流桥RB的输入端，二极管整流桥RB的正输出端连接输入电感L_i，二极管整流电路RB的负输出端为参考零电位点，与半桥三电平直流变换器的输入端相连接，二极管整流桥RB两端的电压为整流电压V_g；所述数字处理控制器(2)包括：ADC模块、数据处理模块和PWM脉冲宽度调制模块，具体实现包括以下步骤：步骤1，在每个开关周期内，采样调理电路分别采样隔离型三电平PFC变换器(1)中二极管整流桥RB两端的整流电压信号V_g，半桥三电平直流变换器的直流母线电压信号V_dc和输出电压信号V_o，将采样的电压模拟信号调理至符合数字处理控制器(2)的模拟输入要求后，送入数字处理控制器(2)的ADC模块；步骤2，数字处理控制器(2)的ADC模块将经步骤1中采样调理后的电压模拟信号转换为数字信号后，送至数字处理控制器(2)的数据处理模块；步骤3，数字处理控制器(2)的数据处理模块对经步骤1采样和步骤2模数转换后的二极管整流桥RB两端的整流电压信号V_g，半桥三电平直流变换器的直流母线电压信号V_dc和输出电压信号V_o进行运算和判断，得到隔离型三电平PFC变换器(1)中各开关管占空比控制信号；步骤4，各开关管占空比控制信号经数字处理控制器(2)的PWM脉冲宽度调制模块输出，经驱动电路将PWM脉宽调制控制信号分配给隔离型三电平PFC变换器(1)中的各开关管，控制隔离型三电平PFC变换器(1)不同开关模态的正常工作，同时实现变换器的PFC功能和输出电压调节功能；步骤3中所述数字处理控制器(2)的数据处理模块对经步骤1采样和步骤2模数转换后的二极管整流桥RB两端的整流电压信号V_g，半桥三电平直流变换器的直流母线电压信号V_dc和输出电压信号V_o进行运算和判断，得到隔离型三电平PFC变换器(1)中各开关管占空比控制信号，具体如下：d₁+d₂≤0.5式中：d₁为隔离型三电平PFC变换器(1)中第二开关管Q₂和第三开关管Q₃共同导通时间的一半占整个开关周期的占空比，即隔离型三电平PFC变换器PFC级占空比；d₂为隔离型三电平PFC变换器(1)中第一开关管Q₁和第四开关管Q₄的导通占空比，即隔离型三电平PFC变换器DC/DC级占空比；ω为交流输入电压的角频率，交流输入电压的频率为工频50Hz，L_i为输入电感感值，f_s为隔离型三电平PFC变换器(1)中各开关管的开关频率，P_o为隔离型三电平PFC变换器(1)的输出功率，V_g为二极管整流桥RB两端的整流电压，V_dc和V_o分别为半桥三电平直流变换器的直流母线电压和输出电压，N为高频变压器T的原副边匝数比。