[发明专利]功率因数校正电路、控制方法和控制器

说明书

公开了一种功率因数校正电路、控制方法和控制器，通过根据测量的总谐波失真和各谐波分量的幅值比例调整电流基准信号,以在进行功率因数校正的同时最小化总谐波失真，从而不需要针对单独某一类影响总谐波失真指标的因素做专门的补偿设计，简化了整体的控制方法。

技术领域

本发明涉及电力电子技术，具体涉及一种功率因数校正电路、控制方法和控制器。

背景技术

功率因数(Power Factor，PF)是电压与电流之间的相位差的余弦，也可表示为有效功率和视在功率的比值。功率因数是用来衡量用电设备用电效率的参数，低功率因数代表低电力效能。通过进行功率因数校正(Power Factor Correction，PFC)操作，可以消除或减小电压和电流之间的相差，从而提高系统的功率因数，提高有功功率的传输效率，改善电网环境。

有源PFC电路通常依靠快速的输入电流闭环调节，使得PFC的输入电流能够实时跟踪正弦的交流输入电压，达成功率因数校正的目的。当今工业界对功率因数校正的性能在总谐波失真(Total Harmonic Distortion，THD)方面提出的要求越来越高，除了在重载条件下的总谐波失真要求以外，还专门针对半载条件甚至轻载条件规定了与重载条件下相当规格的总谐波失真要求。

现有的降低总谐波失真的方案通常针对影响总谐波失真指标的因素进行理论分析，进而基于建立的模型来提出对应的补偿控制策略。但是，这类方案通常只适用于某一个特定的条件。

发明内容

有鉴于此，本发明涉及一种功率因数校正电路、控制方法和应用所述控制方法的控制器，以通过较为普适的方法改善功率因数校正电路的总谐波失真。

第一方面，提供一种功率因数校正电路，包括：

功率计，用于测量输入端口的总谐波失真(THD)和各谐波分量的幅值比例；

开关型调节器，受控于开关控制信号以调节输入信号的功率因数；以及，

控制器，被配置为生成开关控制信号控制所述开关型调节器以进行功率因数校正，其中，所述控制器根据测量的总谐波失真和各谐波分量幅值比例调整电流基准信号以最小化总谐波失真，所述电流基准信号用于表征预期的电感电流。

优选地，所述控制器被配置为在电流基准信号中反相叠加预定的至少一个谐波分量以调整所述电流基准信号。

优选地，所述控制器被配置为根据测量的总谐波失真调整各谐波分量的相位以最小化总谐波失真。

优选地，所述控制器被配置为按照预定顺序逐一先根据测量的各谐波分量的幅值比例设置对应的各谐波分量的幅值比例，然后调整各谐波分量的相位直至测量的总谐波失真不再下降。

优选地，所述各谐波分量的相位由零递增，直至测量的总谐波失真不再下降。

优选地，将相位进行分区，判断各谐波分量的相位所在的区域，在该区域中调整各谐波分量的相位直至测量的总谐波失真不再下降。

优选地，选择各谐波分量的相位所在的区域的中点作为起点，判断相位调节方向为增大或减小，按照判断的方向继续调整各谐波分量的相位直至测量的总谐波失真不再下降。

优选地，所述控制器被配置为在输入电压采样信号上叠加与各谐波分量对应的、幅值比例相同、相位相反的电压谐波，并将进行叠加操作后的信号与补偿信号相乘生成电流基准信号，其中，所述输入电压采样信号用于表征所述开关型调节器的输入电压，所述各谐波分量根据所述输入电压采样信号获取，所述补偿信号表征电压基准信号和输出电压的差；或者，