[发明专利]图腾柱功率因数校正电路的控制方法及装置

说明书

本发明实施例提供了一种图腾柱功率因数校正电路的控制方法及装置，其中，该方法包括：在工频周期内，获取图腾柱功率因数校正电路中电感的各时刻的上峰值参考电压值和下峰值参考电压值，所述上峰值参考电压值的连线组成上包络线，所述下峰值参考电压值的连线组成下包络线；获取所述电感的电流，将所述电流换算为电压；将所述电压分别与所述上峰值参考电压值和所述下峰值参考电压值进行大小比较；根据比较结果控制所述图腾柱功率因数校正电路中主开关器件的开通和关断，将所述电压控制在所述上包络线和所述下包络线组成的范围内。

技术领域

本发明涉及电力电子控制技术领域，特别涉及一种图腾柱功率因数校正电路的控制方法及装置。

背景技术

图腾柱功率因数校正电路一般采用连续电流模式(Continues Current Mode，CCM)或临界断续模式(CRM)控制。其中，在连续电流模式控制下，开关器件工作在硬开关状态下，开关损耗大，不适用于高频开关，PFC(功率因数校正电路)电感体积较大。为减小PFC电感，提高开关频率，实现开关器件软开关，就需要采用临界断续模式。临界断续模式一般采用导通时间(Ton)控制方法，即控制主开关器件的导通时间(Ton)，来控制电感三角波电流的峰值。

图腾柱PFC临界断续模式的导通时间控制方法的原理是：是根据输入交流电压、输出实际直流电压以及输出目标电流电压，调节并计算出主开关器件的导通时间(Ton)。在电感三角波电流降到零(或一定负电流)时，主开关器件开始导通，电感电流上升，并持续Ton时间，随后关闭，电流开始下降，直到再次降到零(或一定负电流)，主开关器件再次导通。如此周期循环控制。

具体的，图1示出了输入交流电压为正半周的波形下图腾柱PFC临界断续模式的导通时间控制方法的原理示意图，其中，I_L为PFC电感的三角波电流，VGS_main为主开关器件的门极PWM信号。I_ZCD为电感电流过零比较线(为了确保软开关实际应用中会采用一定负电流)。主开关器件关断时，电流下降，当电流下降到IZCD时，通过比较电路触发主开关器件的PWM信号开通，随后电感电流开始上升，主开关器件持续开通时间为Ton，然后主开关器件关断，随后电感电流开始下降，进入下一个周期。该控制方法主要通过控制主开关器件的持续开通时间(Ton)来控制电感电流的峰值，从而控制电感平均电流。持续开通时间(Ton)可以由电压环调节得出，其在工频正半周的变化趋势如图1中右上角小图所示。

但是，上述图腾柱PFC临界断续模式的导通时间控制方法，由于控制的对象为主开关器件的导通时间，故电感电流的峰值取决于当时输入瞬时交流电压。如果输入瞬时交流电压含有谐波、畸变甚至突跳，那么电感电流的峰值将偏离控制目标值。在极端恶劣工况下，甚至可能出现电流失控的现象。该控制方法的控制效果与输入交流电压波形密切相关。在实际应用中，电网电压波形可能含有谐波、畸变、突跳等现象，故此控制方法在实际应用中，控制鲁棒性较差，抗干扰能力弱。

发明内容

本发明实施例提供了一种图腾柱功率因数校正电路的控制方法，以解决现有技术中图腾柱PFC临界断续模式存在的控制鲁棒性较差、抗干扰能力弱的技术问题。该方法包括：

在工频周期内，获取图腾柱功率因数校正电路中电感的各时刻的上峰值参考电压值和下峰值参考电压值，其中，所述上峰值参考电压值的连线组成上包络线，所述下峰值参考电压值的连线组成下包络线，所述上峰值参考电压值是所述电感允许的电流上峰值转换为电压得到的，所述下峰值参考电压值是所述电感允许的电流下峰值转换为电压得到的；

获取所述电感的电流，将所述电流换算为电压；

将所述电压分别与所述上峰值参考电压值和所述下峰值参考电压值进行大小比较；

根据比较结果控制所述图腾柱功率因数校正电路中主开关器件的开通和关断，将所述电压控制在所述上包络线和所述下包络线组成的范围内。