[发明专利]CRM升压型PFC变换器改进恒导通时间控制方法及控制电路

说明书

本发明公开了一种CRM升压型PFC变换器改进恒导通时间控制方法及控制电路，属于电能变换范畴。控制电路包括CRM升压型PFC变换器主功率电路和控制电路，其中控制电路包括输入电压采样电路、改进电感电流过零检测电路、输出电压采样电路、数字控制单元或模拟控制单元；所述模拟控制单元包括电压误差调节器和驱动信号产生电路。本发明通过一种改进电感电流过零检测电路，实现对电感电流过零信号的提前检测，补偿信号传播延时的影响，缩短甚至消除反向谐振过程，实现无谐振或部分谐振恒导通时间控制，改善输入电流THD。

技术领域

本发明涉及一种CRM升压型PFC变换器改进恒导时间控制及其控制电路，属于功率变换技术领域。

背景技术

随着电力电子装置的快速发展，大量谐波电流注入电网，电网谐波污染严重。为此，国际电工委员会和航空无线电技术委员会相继颁布并修订了EN61000-3-2、IEC555-2、DO-160G等电流谐波标准，对不同功率等级的AC-DC变换器所需满足的电流谐波标准进行了明确规定。有源功率因数校正(Power Factor Correction，PFC)技术可提高AC-DC变换器的功率因数(Power Factor)，降低输入电流总谐波失真(Total Harmonics Distortion，THD)，其体积重量轻便、谐波抑制能力良好，已被广泛使用以减小电子设备对电网的谐波污染。CRM升压型PFC变换器因其输入电流纹波小、控制简单等优点，已成为单相PFC变换器最常用拓扑。

CRM升压型PFC变换器软开关的实现得益于升压电感与功率开关器件寄生电容的谐振，然而谐振的存在导致开关周期内的电感电流偏离理想三角形状，在传统恒导通时间控制下发生畸变，难以满足谐波标准。为改善输入电流THD，变导通时间控制被广泛运用。然而基于模拟方式的变导通时间控制较为复杂且难以实现最优的输入电流THD；基于数字方式的变导通时间控制涉及开方、除法、乘法等复杂运算，对数字控制器要求高，成本相应增加。为了改善输入电流THD的同时不增加控制的复杂度，需要对传统恒导通时间控制进行改进。

发明内容

本发明针对传统恒导通时间控制下输入电流畸变严重、变导通时间控制复杂且成本高等问题，提出一种改进恒导通时间控制方法，通过改进电感电流过零检测电路实现电感电流过零信号的提前检测，补偿信号传播延时的影响，缩短甚至消除反向谐振过程，以实现无谐振或者部分谐振控制，改善输入电流THD。

上述目的通过以下技术方案实现：

一种CRM升压型PFC变换器改进恒导通时间控制电路，包括CRM升压型PFC变换器主功率电路和控制单元，其中控制单元包括输入电压采样电路、改进电感电流过零检测电路、输出电压采样电路、数字控制单元或模拟控制单元；所述数字控制单元包括模/数转换单元、中断系统、运算处理单元和ePWM模块；所述模拟控制单元包括电压误差调节器和驱动信号产生电路。

其中，所述主功率电路包括EMI滤波器、整流桥、输入滤波电容、采样电阻、升压电感、开关管、续流二极管、输出电容以及负载；所述驱动信号产生电路包括RS触发器、比较器和锯齿波产生电路，其输出端连接开关管的驱动电路；所述输入电压采样电路输入端连接输入滤波电容的两端，输出端连接数字控制单元的模/数转换接口或经一隔离环节连接改进电感电流过零检测电路输入端；所述改进电感电流过零检测电路输入端连接采样电阻两端以及输入电压采样电路和输出电压采样电路，输出端连接数字控制单元或RS触发器的S端；所述输出电压采样电路输入端连接负载两端，输出端连接数字控制单元的模/数转换接口或电压误差调节器和改进电感电流过零检测电路。