[发明专利]基于负载电流前馈的PFC电路控制方法及装置

说明书

本发明公开一种基于负载电流前馈的PFC电路控制方法，步骤为：基于所述PFC电路获取输入电流、输入电压、负载电流和双母线电压；计算双母线电压和与双母线电压参考值的差值，该差值为电压环输入；电压环输入通过控制器得到电压环输出量，进行电压环的偏差控制；计算双母线电压差，所述差值为平衡环差值；基于平衡环差值进行平衡环的偏差控制，得到平衡环输出量；所述负载电流经由电流前馈控制器补偿控制后，输出前馈补偿值；计算平衡环输出量与所述前馈补偿值的差值，将电压环输出量与该差值之差作为电流环给定；所述电流环给定与输入电流比较进行电流环的偏差控制，得到电流环输出量；基于电流环输出量得到驱动该PFC电路的驱动信号。

技术领域

本发明涉及开关电源技术领域，特别涉及一种基于负载电流前馈的PFC电路控制方法及装置。

背景技术

功率因数校正(Power-Factor Correction，简称为PFC)单元可以有效提高电能质量及减少对电网谐波的影响，广泛应用于电力变换器中。PFC单元作为AC/DC变换，一方面实现输入功率因数为1，另一方面实现输出直流稳定。针对输出具有双母线的拓扑情况，还需实现正负两母线之间的电压平衡。目前，大部分的PFC建模仅仅考虑平衡负载，或者在控制算法开发时仅仅将负载作为被控对象中的扰动干扰。然后针对大的扰动，正负两母线之间的电压不能平衡，以三进单出UPS为例，在输出短路时，会发生直流母线高压报警，从而使UPS工作异常。另外，在负载大电流的情况下，由于母线的不平衡，考虑到尖峰电压的因素，需要选取更高电压等级的半导体器件，导致系统成本的上升及系统效率的降低。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种基于负载电流前馈的PFC电路控制方法及装置。

为实现上述目的，本发明的具体技术方案如下：一种基于负载电流前馈的PFC电路控制方法，应用于双母线输出的PFC电路，包括如下步骤：

基于所述PFC电路获取输入电流、输入电压、负载电流和双母线电压；

计算双母线电压和与双母线电压参考值的差值，记为第一差值，所述第一差值为电压环输入；基于电压环差值进行电压环的偏差控制，得到电压环输出量；

计算双母线电压差，得到平衡环差值；基于平衡环差值进行平衡环的偏差控制，得到平衡环输出量；

所述负载电流经由电流前馈控制器补偿控制后，输出前馈补偿值；

计算平衡环输出量与所述前馈补偿值的差值，记为第二差值，将电压环输出量与第二差值之差作为电流环给定；基于所述电流环给定进行电流环的偏差控制，得到电流环输出量；

基于电流环输出量得到驱动所述PFC电路的驱动信号；

所述前馈补偿值通过以下公式获得：

Vfeed＝k＊MaxRMSInCur＊IFeedback

其中，Vfeed为前馈补偿值；MaxRMSInCur为电流前馈控制器获取的负载所在电路的最大有效值电流；IFeedback为负载电流(经过归一化处理，其归一化基础为所侦测线路点最大有效值电流)；k为比例因子，1＞k＞0；

所述电流环的偏差控制为：将所述电流环给定与输入电流相减，其差值即为电流环控制器输入量，该输入量通过控制器得到电流环输出量。

优选地，所述电压环的偏差控制为：通过乘法器，对电压环控制器输出与所述输入电压相乘，该值即为电压环输出量。

优选地，所述平衡环的偏差控制为：将0电压与平衡环差值相减，该值即为平衡环控制器输入。

另外，本发明还提供一种上述控制方法所涉及的控制装置，其技术方案如下：一种基于负载电流前馈的PFC电路控制装置，应用于双母线输出的PFC电路，包括：