[发明专利]一种级联交错图腾柱无桥PFC装置及其控制策略

权利要求书

1.一种级联交错图腾柱无桥PFC装置，其特征在于：包括组成两条支路的6个桥臂、并联在两条支路之间的2个升压电感，和2个滤波电容、2个负载电阻；

其中一条支路包括第一工频桥臂、第二高频桥臂、第三高频桥臂，另一条支路包括第四工频桥臂、第五高频桥臂、第六高频桥臂；

每个桥臂中均包括第一开关管和第二开关管，第一开关管的源极与第二开关管的漏极相连；在一条支路中，工频桥臂的第一开关管的漏极与高频桥臂第一开关管的漏极相连，第二开关管的源极与高频桥臂的第二开关管的源极连接；

交流电源的正、负极性端分别与第一工频桥臂、第四工频桥臂的第一开关管的源极连接；第一升压电感并联在第二高频桥臂和第五高频桥臂的第一开关管的源极之间；第二升压电感并联在第三高频桥臂和第四高频桥臂的第一开关管的源极之间；

滤波电容的两端分别与支路中的第一开关管漏极、第二开关管源极连接，负载电阻并联在滤波电容两端。

2.如权利要求1所述一种级联交错图腾柱无桥PFC装置，其特征在于：工频桥臂中的开关管选用SiMOSFEET管、SiC MOSFET管或GaN管。

3.如权利要求1所述一种级联交错图腾柱无桥PFC装置，其特征在于：高频桥臂中的开关管选用SiC MOSFET管或GaN管。

4.一种级联交错图腾柱无桥PFC装置的控制策略，其特征在于：用于控制如权利要求1～3任一所述的级联交错图腾柱无桥PFC装置，具体包括以下步骤：

步骤1、采集流经第一、第二升压电感的电流IL1、IL2，两个滤波电容两端的电压值VC1、VC2，和交流电源的瞬时电压值VA与相位PH；

步骤2、将交流电源的瞬时电压值VA与零值比较，产生第一、第四工频桥臂的开关管控制信号V_control：

步骤3、将电压值VC1、VC2相加后，再与第一参考电压V₀相减，然后将计算结果通过PI调节器，再与交流电源的瞬时相位PH相乘，得到参考电感电流信号；

步骤4、将步骤3得到的参考电感电流信号与电流IL2相减，然后将计算结果通过PI调节器，再分别与第二载波、第四载波进行比较，得到第三高频桥臂和第六高频桥臂的开关管控制信号；

步骤5、将电压值VC1与第二参考电压V₁相减，然后将计算结果通过PI调节器，再与交流电源的瞬时相位PH相乘，得到电压修正信号；

步骤6、将步骤3得到的参考电感电流信号与电流IL1相减，然后将计算结果通过PI调节器，再分别与步骤5得到的电压修正信号相减、相加，然后将计算结果分别与第以载波、第三载波进行比较，得到第二高频桥臂和第五高频桥臂的开关管控制信号；

所述第一～第四载波为三角波，峰值与峰峰值均相等，且第一～第四载波的相位依次相差90°。

5.如权利要求4所述一种级联交错图腾柱无桥PFC装置的控制策略，其特征在于：所述第一～第四载波为矩形波。

6.如权利要求4或5所述一种级联交错图腾柱无桥PFC装置的控制策略，其特征在于：所述第三、第四载波的峰值与峰峰值相等，第一载波的峰值为第三载波峰值的两倍；并且，第一、第三载波的相位相等，第一、第二载波的相位相差180°，第二、第四载波的相位相等。