[发明专利]一种用于PFC电路的占空比信号的调节系统、PFC电路及电器

说明书

本发明公开了一种用于PFC电路的占空比信号的调节系统、PFC电路及电器，该调节系统包括：电流电压控制环路，其包括电压环和电流环，所述电压环接收PFC电路的母线电压设定值和母线电压负反馈并输出电压环输出量，所述电流环接收和输入电感电流负反馈并输出环路占空比d'；计算模块，其根据如下公式计算比例系数K；比例模块，其具有K，接收I_{ac_ref}和输入电感电流I_ac负反馈之和，并输出用于调节环路占空比d'的信号。本发明能够通过对环路占空比进行前馈补偿，降低电流环的误差输入电流，增大PFC电路的功率因数。

技术领域

本发明涉及PFC电路控制技术领域，尤其涉及一种用于PFC电路的占空比信号的调节系统、PFC电路及电器。

背景技术

变频空调普遍增加了功率因数校正（Power Factor Correction，PFC）控制技术，以便提高功率因数，同时调节谐波电流，减少空调对电网的影响。

如图1所示，其为典型的PFC（Power Factor Correction，功率因数）电路，这种电路采用升压的boost拓扑结构，这种PFC电路利用整流电路对交流电压进行桥式整流得到电压提供给电感器，且控制开关管的导通和截止使输入电流I_ac跟随输入电压的变化。该电路的工作原理为：电感在开关管导通时储存能量，在开关管截止时将储存的能量通过二极管给大的滤波电容充电，该滤波电容能够输出平滑化且稳定化的母线电压V_dc。

在PFC电路的实际应用中，使用环境不同会对PFC电路的功率因数影响不同，例如，使用环境电网电压谐波含量多、负载功率覆盖范围广等因素会造成功率因数低。

现有PFC电路的控制系统主要采用电压外环及电流内环的双闭环控制系统，且电压外环及电流内环基本采用PI、PID等控制器，但是PI、PID控制器对稳态（直流）信号有很好的跟踪效果，对瞬态（交流）信号跟踪效果会差很多，因此，若要达到PFC电路的高功率因数，需要对控制系统进行补偿。

发明内容

本发明的实施例的目的之一在于提供一种用于PFC电路的占空比信号的调节系统，通过对电流电压控制环路输出的环路占空比进行前馈补偿，降低电流环的输入误差电流，增大PFC电路的功率因数。

为实现上述发明目的，本发明采用下述技术方案予以实现：

本申请涉及一种用于PFC电路的占空比信号的调节系统，其特征在于，包括：

电流电压控制环路，其包括电压环和电流环，所述电压外环接收PFC电路的母线电压设定值V_{dc_ref}和母线电压V_dc负反馈并输出电压外环输出量I_{ac_ref}，所述电流内环接收I_{ac_ref}和输入电感电流I_ac负反馈并输出环路占空比d'；

计算模块，其根据如下公式计算比例系数K，

；

比例模块，其具有所述比例系数K，接收I_{ac_ref}和输入电感电流I_ac负反馈之和，并输出用于调节环路占空比d'的信号；

其中为输入交流电压的平均值，为输入电感电流参考值的平均值，T为PFC电路中开关管开关周期。

本申请涉及的用于PFC电路的占空比信号的调节系统，能够对电流电压控制环路输出的环路占空比d'进行前馈补偿，降低输入至电流环的输入误差电流，使输入电感电流跟随电压环输出的电压环输出量，从而提高功率因数。

在本申请中，所述调节系统还包括：

电压采样单元，其采样输入交流电压，用于获取采样时刻的输入交流电压，以计算；

电流采样单元，其采样所述电压外环输出量I_{ac_ref}，用于获取采样时刻的输入电感电流参考值，以计算。