[发明专利]一种低输出电压纹波的功率因数校正变换控制方法及其装置

权利要求书

1.一种低输出电压纹波的功率因数校正变换控制方法，采用DC-AC辅助实现PFC变换器低输出电压纹波，其特征在于：单相PFC变换器TD直流输出电容C₁的上端接负载R的上端，单相PFC变换器TD直流输出电容C₁的下端接单相逆变器IN交流输出电容C₂的上端，单相逆变器IN交流输出电容C₂的下端接负载R的下端，同时负载R的下端接地；单相功率因数校正控制器采样单相功率因数校正变换器的电感电流、输入电压和负载直流输出电压，经过PFC控制策略得到功率因数校正变换器的控制信号；单相逆变器的控制器采样单相功率因数校正变换器的输入电压和负载电流得到单相逆变器的控制目标信号，所述单相逆变器的控制器同时采样逆变器的交流输出电压，通过逆变器双闭环控制策略使逆变器的交流输出电压与功率因数校正变换器的直流输出电压纹波同幅值、反相位。

2.如权利要求1所述的低输出电压纹波的功率因数校正变换控制方法，其特征在于，所述单相PFC变换器TD的控制方法是：

输入电压检测电路VC₁检测单相PFC变换器TD的整流输入电压V_in，输入电压有效值检测电路VC₂检测单相PFC变换器TD的整流输入电压有效值V_rms，输出电压检测电路VC₃检测负载R的直流输出电压V_o，电感电流检测电路IC₁检测单相PFC变换器TD的电感电流I_L；直流输出电压V_o与直流参考电压V_DC-ref的差值通过PI控制器补偿后再乘以整流输入电压V_in作为除法器的一个输入，除法器的另一个输入为整流输入电压有效值V_rms的平方，除法器的输出即为基准正弦电流I_ref；电感电流I_L与基准正弦电流I_ref的差值通过PI控制器补偿后送入PWM发生器，得到单相PFC变换器TD的控制脉冲。

3.如权利要求1所述的低输出电压纹波的功率因数校正变换控制方法，其特征在于，所述单相逆变器IN的控制方法是：

输入电压检测电路VC₄检测单相PFC变换器TD的交流输入电压V_{in_AC}，输出电流检测电路IC₂检测负载R的电流I_o，交流输入电压V_{in_AC}经过倍频电路DU倍频后与负载电流I_o相乘得到单相逆变器IN的控制参考电压V_AC-ref；交流输出电压检测电路VC₅检测单相逆变器IN的交流输出电压V_{o_AC}，交流输出电压V_{o_AC}与控制参考电压V_AC-ref的差值通过PI控制器补偿后送入PWM发生器，得到单相逆变器IN的控制脉冲。

4.如权利要求1所述的低输出电压纹波的功率因数校正变换控制方法，其特征在于，所述的单相逆变器IN的控制方法是：

输出电压纹波检测电路VC₄检测单相PFC变换器TD的直流输出电压，经过隔直电路ID隔直后得到单相PFC变换器TD的输出电压纹波并作为单相逆变器IN的控制参考电压V_AC-ref，交流输出电压检测电路VC₅检测单相逆变器IN的交流输出电压V_{o_AC}；交流输出电压V_{o_AC}与控制参考电压V_AC-ref的差值通过PI控制器补偿后送入PWM发生器，得到单相逆变器IN的控制脉冲。

5.如权利要求1所述的低输出电压纹波的功率因数校正变换控制方法，其特征在于，所述的PFC控制策略包括平均电流控制、峰值电流控制、单周控制。

6.一种实现权利要求或1或2或3或4或5所述的低输出电压纹波的功率因数校正变换控制方法的控制装置，由单相PFC变换器TD、单相逆变器IN和控制器组成，其特征在于，单相PFC变换器直流输出电容的上端接负载的上端，单相PFC变换器直流输出电容的下端接单相逆变器交流输出电容的上端，单相逆变器交流输出电容的下端接负载的下端，同时负载的下端接地。

7.如权利要求6所述的控制装置，其中单相PFC变换器拓扑为常见的Boost变换器、Buck变换器、全桥变换器、反激变换器；单相逆变器拓扑为全桥、半桥或Boost型逆变器拓扑。