[发明专利]一种有源PFC数字控制装置

摘要

为了抑制电源对网侧电流的谐波污染，解决这一问题的重要方法是采用功率因数校正(PFC)技术。本发明为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种应用于宽范围大功率数字电源的PFC控制方法，可实现电源在全范围工作时保持较高的功率因数，并具有快速的动态响应。本发明采用的数字控制器可以根据负载功率的大小，基于宽范围PFC控制策略实时调整控制方法及相关控制参数，主要通过具有低谐波抑制措施的双闭环控制策略和单电流环控制策略两种控制策略，同时满足功率因数校正和输出电压动态响应的要求。

主权项

1.一种有源PFC数字控制装置，其特征在于，包括：Boost电路、隔离采样模块、AD转换模块、数字控制器、隔离驱动模块；交流输入电压U_ac输入至Boost电路，Boost电路输出电压V_FB至负载R₀；隔离采样模块对基于Boost电路的交流输入整流电压V_AC、电感电流I_L、输出电压V_FB进行隔离采样后经AD转换模块处理，发送至数字控制器；数字控制器经过宽范围PFC控制策略运算后产生占空比控制指令，发送至PWM模块，产生PWM信号，经隔离驱动模块控制Boost主电路中的功率开关管Q₁，实现功率因数校正，并将输出电压V_FB控制在设定的目标值；/n所述数字控制器包括策略存储模块和PWM产生驱动模块，其中策略存储模块存储宽范围PFC控制策略，宽范围PFC控制策略包含具有低谐波抑制措施的双闭环控制策略、单电流环控制策略及轻重载切换策略；/n所述具有低谐波抑制措施的双闭环控制策略如下：电压环为外环：采样Boost电路输出电压V_FB，跟随参考电压V_REF调节输出电压，保持输出电压恒定；电流环参考值I_REF由电压环输出V_EA、交流输入整流电压参考值电压谐波分量相对应的补偿量C相乘得到，V_{AC_RMS}为交流输入整流电压V_AC的有效值；电流内环为：采样Boost电路输出电感电流I_L，使得Boost电路输出电感电流I_L跟踪电流参考值I_REF，产生占空比控制指令DUTY CYCLE，发送至PWM模块；/n所述轻重载切换策略对Boost电路输入功率进行判断，Boost电路起始工作时处于单电流环控制策略，当Boost电路输入功率高于重载设定值P_H时，宽范围PFC控制策略由单电流环控制策略切换到具有低谐波抑制措施的双闭环控制策略；如果负载R₀功率需求降低，Boost电路输入功率相应降低，当Boost电路输入功率低于设定的轻载设定值P_L时，宽范围PFC控制策略由具有低谐波抑制措施的双闭环控制策略切换到单电流环控制策略。/n