專利名稱：一種具有均流控制模塊的pfc電路及其均流控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及PFC (Power Factor Correction功率因數(shù)校正)電路，尤其 涉及一種具有均流控制模塊的兩路并聯(lián)升壓式PFC電路及其均流控制方 法。技術(shù)背景隨著電源功率等級的提高，傳統(tǒng)的單相升壓PFC電路已經(jīng)不適合用于 大功率電源前端整流電路。在大電流、高功率的應(yīng)用場合，常采用多路并 聯(lián)的Boost型PFC電路。由于交錯的多路并聯(lián)Boost型PFC電路具有輸入 電流和輸出電流紋波小，支路功率等級小等特點(diǎn)，在中、大功率電源中得 到越來越廣泛的應(yīng)用。多路并聯(lián)的Boost型PFC電路既要保證總的輸入電 流與整流電壓同相位，也需滿足每條支路的電感電流均流的要求。在電感 電流連續(xù)工作模式下，由于其控制原理及功率支路之間元器件的離散性， 通常會造成每條支路電感電流不均流。如果不加入任何均流措施，則支路 之間的電感電流平均值將不相等。這樣不僅增大了每條支路所留的功率裕 量，也使系統(tǒng)的可靠性大大降低。交錯并聯(lián)PFC電路常采用閉環(huán)控制以實 現(xiàn)對兩路電感電流的均流控制。在美國專利申請US20050036337A1中聲明了一種交錯PFC電路的平 均電流控制方法，如圖1所示。電路中兩個控制芯片UC3854 (1、 2)共 用一個UC3854的電壓環(huán)產(chǎn)生的參考電流IMUL，分別反饋兩路電感電流 (iLl、 iL2)進(jìn)入各自電流環(huán)進(jìn)行平均電流控制。這種控制方式由于使用 相同的參考電流，兩條支路能獨(dú)立實現(xiàn)平均電流控制，兩條支路開關(guān)占空 比獨(dú)立調(diào)節(jié)，實現(xiàn)了兩路電感電流的均流。但是這種控制方式采用兩個 UC3854實現(xiàn)，需外加數(shù)字脈沖信號來控制兩個UC385^占空比的180度 的相位差，硬件電路較為復(fù)雜。在文章《A DSP based Digitally Controlled Interleaved PFC Converter》(Applied Power Electronics Conference and Exposition, 2005. APEC 2005, Twentieth Annual IEEE， Publication Date: 6-10 March 2005, Volume: 1, On page(s): 648- 654 Vol. 1, ISBN: 0-7803-8975-1, INSPEC Accession Number: 8538829)中，介紹了一種DSP (Digital SignalProcessor數(shù)字信號處理器)實現(xiàn)的新的平均電流控制方法，如圖2所示。 電路檢測總的輸入電流對第一支路和第二支路進(jìn)行平均電流控制；再對幾 個工頻周期內(nèi)的兩路開關(guān)電流平均值的差值進(jìn)行PI (Proportional Integral 比例積分)調(diào)節(jié)，以補(bǔ)償?shù)诙氛伎毡刃盘?。這種控制方法通過檢測開 關(guān)管的內(nèi)阻來檢測開關(guān)電流，開關(guān)管內(nèi)阻易受器件差異性及溫度的影響， 使得電感電流均流特性并不好。而且這種控制方式采集的開關(guān)電流信號只 是反映了開關(guān)導(dǎo)通時間內(nèi)的電感電流信號，并不能反映兩路完整的電感電 流信號，電感電流平均值在開關(guān)周期內(nèi)并不能實現(xiàn)真正意義上的均流。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明針對以上現(xiàn)有均流控制電路及方法使得PFC電路的硬件電路 復(fù)雜以及電感電流的均流特性不好或不能實現(xiàn)真正意義上的均流的不足， 提出了一種具有均流控制模塊的交錯并聯(lián)升壓式PFC電路及其均流控制 方法。為解決以上問題，本發(fā)明提出的具有均流控制模塊的交錯并聯(lián)升壓式 PFC電路包括第一和第二升壓電路，還包括一均流控制模塊，該均流控制 模塊包括依次聯(lián)接的采樣單元、差值運(yùn)算單元、比例積分單元和占空比調(diào) 節(jié)單元；所述采樣單元分別與PFC電路的輸入端、輸出端、第一升壓電路 和第二升壓電路聯(lián)接，用于采集PFC電路的輸入電壓、輸出電壓、第一升 壓電路的電感電流和第二升壓電路的電感電流，并通過運(yùn)算獲得參考電流； 所述第一升壓電路的電感電流、第二升壓電路的電感電流和參考電流經(jīng)過 所述差值運(yùn)算單元和比例積分單元的相應(yīng)的差值運(yùn)算和比例積分運(yùn)算可分 別得到用于第一升壓電路的第一控制信號和用于第二升壓電路的第二控制 信號，所述占空比調(diào)節(jié)單元用于對所述第一和第二升壓電路的占空比信號 進(jìn)行調(diào)節(jié)，并使兩路占空比信號錯開一定角度交錯導(dǎo)通。優(yōu)選的，所述均流控制模塊是DSP。所述均流控制中依次聯(lián)接的采樣單元、差值運(yùn)算單元、比例積分單元 和占空比調(diào)節(jié)單元還可以分別是差值運(yùn)算電路、比例積分電路和占空比調(diào) 節(jié)電路的硬件電路。所述占空比調(diào)節(jié)單元是分別用于第一和第二升壓電路的兩個比較寄存 器，該兩個比較寄存器中的一個在接收控制信號之前或者之后被相移一定 角度，所述占空比調(diào)節(jié)模塊還可以是外加的分別用于第一和第二升壓電路 的兩路固定相移的三角波信號。本發(fā)明的具有均流控制模塊的交錯并聯(lián)升壓式PFC電路通過采樣單 元可避免開關(guān)元件及溫度等的影響，獲得開關(guān)周期內(nèi)準(zhǔn)確的電感電流信號， 從而可以保證較好的均流特性，又通過差值積分單元的調(diào)節(jié)作用可實現(xiàn)開 關(guān)周期內(nèi)兩路升壓電路的電感電流的平均值相等，從而真正實現(xiàn)了兩路升 壓支路電感電流的均流。本發(fā)明實現(xiàn)交錯并聯(lián)升壓式PFC電路的均流控制方法包括A.分別采 樣PFC電路的輸入電壓和輸出電壓，并結(jié)合參考電壓通過運(yùn)算產(chǎn)生一個參 考電流；B.分別采樣PFC電路中第一升壓電路的電感電流、第二升壓電 路的電感電流、總電流中至少兩者進(jìn)行差值運(yùn)算得到兩并聯(lián)支路電感電流 的差值；C.禾U用所述參考電流和所述采樣得到的電感電流和/或總電流通 過運(yùn)算生成第一升壓電路的第一控制信號，用于驅(qū)動該第一升壓電路的開 關(guān)；D.再對所述電感電流的差值進(jìn)行積分運(yùn)算以獲得電壓補(bǔ)償量，并利用 該電壓補(bǔ)償量和第一升壓電路的電流環(huán)輸出通過運(yùn)算生成第二升壓電路的 第二控制信號，用于驅(qū)動該第二升壓電路的開關(guān)；E.利用所述控制信號一 和控制信號二通過占空比調(diào)節(jié)得到兩路占空比，該兩路占空比中的一路被 相移一定角度，從而實現(xiàn)兩并聯(lián)支路中電感電流的平均電流控制和交錯導(dǎo) 通。優(yōu)選的，所述差值運(yùn)算、比例積分計算和占空比的調(diào)節(jié)通過DSP實現(xiàn)。 所述電感電流的差值運(yùn)算也可通過差值運(yùn)算電路或差分電路實現(xiàn)；所 述比例積分運(yùn)算也可通過比例積分電路實現(xiàn)。所述兩路占空比錯開一定的角度可以通過將第一控制信號和第二控制 信號送入己經(jīng)相移一定角度的比較寄存器中得到，或者將第一控制信號和 第二控制信號送入無相移角度的比較寄存器中得到兩路占空比后再將其中 一路占空比相移一定角度得到，又或者通過外加兩路固定相移的三角波信 號實現(xiàn)。優(yōu)選的，所述一定的角度是180。相位。本發(fā)明的平均電流控制方法通過采樣PFC電路的輸出電壓、輸入電 壓，以及第一升壓電路的電感電流、第二升壓電路的電感電流和總電流中 至少兩者，獲得兩并聯(lián)支路的電感電流差值，并對該差值進(jìn)行積分環(huán)節(jié)獲 得補(bǔ)償信號，再利用該補(bǔ)償信號來調(diào)節(jié)其中一路占空比信號，從而可實現(xiàn) 兩路占空比的獨(dú)立調(diào)節(jié)，進(jìn)而可控制穩(wěn)態(tài)時一個開關(guān)周期內(nèi)各支路電感電流的平均值相等，即實現(xiàn)了兩路電感電流的平均電流控制。因為該控制方 法的采樣電流能夠準(zhǔn)確反映整個開關(guān)周期內(nèi)的電感電流信號，所以其均流 特性好，且可以實現(xiàn)開關(guān)周期內(nèi)的真正均流。


圖1是申請?zhí)枮镃N03157759.8的專利申請文件所公開的一種平均電 流控制的交錯PFC電路示意圖。圖2是現(xiàn)有的一種基于DSP的交錯并聯(lián)PFC電路的平均電流控制的 電路圖。圖3為本發(fā)明實施例一的交錯并聯(lián)PFC電路平均電流控制的示意圖。 圖4為本發(fā)明采用DSP實現(xiàn)的實施例的交錯并聯(lián)PFC電路平均電流控制的電路圖，其采樣方法與實施例一相同。圖5為本發(fā)明實施例二的交錯并聯(lián)PFC電路平均電流控制的示意圖。 圖6為本發(fā)明實施例三的交錯并聯(lián)PFC電路平均電流控制的示意圖。 圖7為本發(fā)明實施例四的交錯并聯(lián)PFC電路平均電流控制的示意圖。 圖8為本發(fā)明實施例五的交錯并聯(lián)PFC電路平均電流控制的示意圖。 圖9為本發(fā)明實施例六的交錯并聯(lián)PFC電路平均電流控制的示意圖。 圖10為圖3所示實施例在輸入電壓上升階段的一個開關(guān)周期內(nèi)的控制波形示意圖。圖11為圖10在T3-T4時刻的放大圖。圖12為圖3所示實施例在輸入電壓下降階段的一個開關(guān)周期內(nèi)的控制 波形示意圖。圖13為圖12在T3-T4時刻的放大圖。
具體實施方式
以下通過實施例進(jìn)一步詳細(xì)介紹本發(fā)明的具有均流控制模塊的交錯并 聯(lián)升壓式PFC電路及其均流控制方法。 實施例一如圖3，為本發(fā)明一個實施例的具有均流控制模塊的交錯并聯(lián)升壓式 PFC電路示意圖，圖4為利用DSP實現(xiàn)均流控制的實施例的電路圖，是本 發(fā)明中較佳的一種均流控制電路。該并聯(lián)升壓式功率因數(shù)校正電路包含第 一升壓電路及第二升壓電路，其采樣電路包括兩路電感電流iLl和iL2的 采樣電路SC1和SC2，采用傳感器電路實現(xiàn);輸入電壓Vin的采樣電路SC3 采用全波整流電路(也可以用運(yùn)放電路等);輸出電壓Vbus的采樣電路SC4采用分壓電阻電路。四路輸入信號(電感電流iLl、 iL2，輸入電壓Vin、 輸出電壓Vbus經(jīng)過比例運(yùn)算得到的反饋電壓Vb)通過DSP的AD(Analog-Digital Converter模數(shù)轉(zhuǎn)換器)進(jìn)行采樣得到，DSP的內(nèi)部參考 電壓Vref和反饋電壓Vb相減得到Ev信號，通過Gl的比例積分環(huán)節(jié)后送 入乘法器中。輸入電壓Vin經(jīng)過濾波運(yùn)算后得到輸入電壓有效值Vrms，計 算得到1/V2rms，輸入電壓Vin與計算得到的1/V2rms相乘后再與Gl的輸 出相乘，并乘上比例系數(shù)Km得到參考電流Iref。參考電流Iref與電感電 流iLl相減得到Ei信號，Ei通過比例積分環(huán)節(jié)G2后得到第一路占空比的 控制信號Ua;電感電流iLl和iL2相減后得到差值信號Ec，差值信號Ec 通過比例積分環(huán)節(jié)G3后得到補(bǔ)償信號Uc，控制信號Ua與補(bǔ)償信號Uc 求和得到第二路占空比的控制信號Ub。將控制信號Ua和Ub送入己經(jīng)相 移180°的比較寄存器中得到兩路占空比。圖中虛框部分代表DSP。根據(jù) 以上電路及各運(yùn)算，本實施例的具體控制方法是利用該并聯(lián)升壓式PFC 電路的輸入電壓Vin、反饋電壓Vb、參考電壓Vref與比例系數(shù)Km產(chǎn)生一 個參考電流Iref，該參考電流Iref與第一路電感電流通過比例積分運(yùn)算得 到第一條升壓電路調(diào)節(jié)信號Ua，以產(chǎn)生第一路脈寬調(diào)節(jié)信號來驅(qū)動第一升 壓電路的開關(guān)Sl;對第一路電感電流iLl和第二路電感電流iL2的差值Ec 進(jìn)行比例積分環(huán)節(jié)，比例積分環(huán)輸出得到的補(bǔ)償信號Uc與所述第一路控 制信號Ua之和作為第二條升壓電路控制信號Ub，以產(chǎn)生第二路脈寬調(diào)節(jié) 信號來驅(qū)動第二升壓電路的開關(guān)S2，使該兩路的電感電流在一個開關(guān)周期內(nèi)的平均值相等，其中第一電流控制回路與第二電流控制回路錯開180° 相位。其中，兩路電感電流的差值運(yùn)算也可以先由硬件的差分電路實現(xiàn)，差 值結(jié)果加入直流偏置后進(jìn)行采樣，DSP中無需再計算其差值。當(dāng)不采用恒功率控制時，1A^rms部分的計算可以省略，直接將Gl的 輸出與輸入電壓Vin相乘得到參考電流Iref?？刂菩盘朥a和Ub也可以先送入無相移固定角度的比較寄存器中得到 兩路占空比，再將其中一路占空比進(jìn)行相移。為更清楚的理解本^:明，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的均流控制方法的具 體工作過程做進(jìn)一步詳細(xì)說明。在PFC電路中，占空比會隨著輸入電壓的變化而變化。在輸入正弦半 波電壓上升階段，占空比會隨著輸入電壓的增大而減小，相鄰第一支路開關(guān)占空比大于第二支路開關(guān)占空比；在輸入正弦半波電壓下降階段，占空 比會隨著輸入電壓的減小而增大，相鄰第一支路開關(guān)占空比小于第二支路 開關(guān)占空比，兩個階段工作過程不同，所以在輸入正弦半波電壓分成輸入 電壓上升階段和輸入電壓下降兩個階段來討論其工作過程。圖10-11和圖12-13分別為在輸入電壓上升階段和輸入電壓下降階段 內(nèi)的一個開關(guān)周期內(nèi)的控制波形圖。其中，iLl和iL2分別代表第一支路 和第二支路的電感電流，isl和is2分別代表第一支路和第二支路的電感電 流檢測信號，Ecs和Ucs分別代表電感電流的差值及其積分值，Ul和U2 分別代表第一支路和第二支路的控制電壓信號，DRA和DRB分別代表第 一支路和第二支路的占空比驅(qū)動信號，DRB相比于DRA延遲了半個開關(guān) 周期。drb為U2與三角波信號比較后的方波信號，DRB為drb延遲半個開 關(guān)周期后的信號。在輸入電壓上升階段的一個開關(guān)周期內(nèi)，電路的工作過程可以分成以 下5個區(qū)間，其中的工作波形圖如圖10-11所示[t0-tl]: t0時刻，開關(guān)Sl導(dǎo)通，開關(guān)S2延續(xù)上一個開關(guān)周期導(dǎo)通。 電感電流iLl和iL2線性上升。由于iU< iL2，且iLl和iL2上升斜率相等， 則Ecs恒為負(fù)，Ucs線性下降。[tl-t2]: tl時刻，開關(guān)S2關(guān)斷，開關(guān)S1繼續(xù)導(dǎo)通。電感電流iL2線 性下降，此時iLl仍線性上升，且iLKiL2，則Ecs線性上升，Ucs以二次 函數(shù)曲線上升。直到iLl二iL2， Ecs=0;此后iLl>iL2， Ecs線性上升， Ucs仍以二次函數(shù)曲線上升。[t2-t3]: t2時刻，開關(guān)S2延遲半個開關(guān)周期后導(dǎo)通，開關(guān)S1繼續(xù)導(dǎo) 通。電感電流iLl和iL2線性上升。由于iLl〉iL2，且iLl和iL2上升斜率 相等，Ecs恒為正，Ucs線性上升。[t344]: t3時亥U，控制電壓信號U2與三角波信號相比較得到第二路占 空比信號drb， drb延遲半個開關(guān)周期得到第二路占空比信號DRB，以控制 下一個開關(guān)周期內(nèi)開關(guān)S2的關(guān)斷。在這段時間內(nèi)，開關(guān)Sl和S2繼續(xù)導(dǎo) 通，iLl和iL2線性上升，Ecs保持恒定不變，Ucs對Ecs進(jìn)行積分繼續(xù)線 性上升。[t4-t5]: t4時刻，控制電壓信號U1與三角波信號相比較得到第一路占 空比信號DRA，開關(guān)Sl關(guān)斷，開關(guān)S2繼續(xù)導(dǎo)通。iLl線性下降，iL2線 性上升，且iLl〉iL2，則Ecs線性下降，Ucs以二次函數(shù)曲線下降。直到iLl=iL2， Ecs=0。此后iLKiL2， Ecs繼續(xù)線性下降，Ucs以二次函數(shù)曲線下 降。而第二路的關(guān)斷時間由DRB控制，在下一個開關(guān)周期實現(xiàn)。由于第二路控制電壓信號U2中加入了兩路電感電流差值積分的補(bǔ)償 量Ucs，使得穩(wěn)態(tài)時Ecs在一個開關(guān)周期內(nèi)的平均值為零，即兩路電感電 流在一個開關(guān)周期內(nèi)的平均值相等，如圖IO所示。通過這種控制方式可以 微調(diào)第二路占空比，使得第二路的電感電流與第一路的電感電流在一個開 關(guān)周期內(nèi)平均值始終保持相同，從而實現(xiàn)整個工頻周期內(nèi)兩路電感電流的 均流。在輸入電壓下降階段的一個開關(guān)周期內(nèi)，電路的工作過程可以分成以 下5個區(qū)間，其中的工作波形圖如圖12-13所示[t0-tl]: t0時刻，開關(guān)S1導(dǎo)通，開關(guān)S2延續(xù)上一個開關(guān)周期導(dǎo)通。 電感電流iLl和iL2線性上升。由于iLK iL2，且iLl和iL2上升斜率相等， 則Ecs恒為負(fù)，Ucs線性下降。[U-t2]: tl時刻，開關(guān)S2關(guān)斷，開關(guān)S1繼續(xù)導(dǎo)通。電感電流iL2線 性下降，此時iLl仍線性上升，且iLKiL2，則Ecs線性上升，Ucs以二次 函數(shù)曲線上升。直到iLl二iL2， Ecs=0;此后iLl>iL2， Ecs線性上升， Ucs仍以二次函數(shù)曲線上升。[t243]: t2時刻，開關(guān)S2延遲半個開關(guān)周期后導(dǎo)通，開關(guān)S1繼續(xù)導(dǎo) 通。電感電流iLl和iL2線性上升。由于iLl〉iL2，且iLl和iL2上升斜率 相等，Ecs恒為正，Ucs線性上升。[t344]: t3時亥U，控制電壓信號U1與三角波信號相比較得到第一路占 空比信號DRA,開關(guān)S1關(guān)斷，開關(guān)S2繼續(xù)導(dǎo)通。iLl線性下降，iL2線 性上升，且iLl〉iL2，則Ecs線性下降，Ucs以二次函數(shù)曲線下降。[t445]: t4時刻，控制電壓信號U2與三角波信號相比較得到第二路 占空比信號drb， drb延遲半個開關(guān)周期得到第二路占空比信號DRB，以控 制下一個開關(guān)周期內(nèi)開關(guān)S2的關(guān)斷。在這段時間內(nèi)，開關(guān)S2繼續(xù)導(dǎo)通， 且iLl〉iL2， Ecs線性下降，Ucs以二次函數(shù)曲線下降。直到iLl二iL2， Ecs =0。此后iLKiL2， Ecs繼續(xù)線性下降，Ucs以二次函數(shù)曲線下降。由于第二路控制電壓信號U2中加入了兩路電感電流差值積分的補(bǔ)償 量Ucs，使得穩(wěn)態(tài)時Ecs在一個開關(guān)周期內(nèi)的平均值為零，即兩路電感電 流在一個開關(guān)周期內(nèi)的平均值相等，如圖12所示。通過這種控制方式可以 微調(diào)第二路占空比，使得第二路的電感電流與第一路的電感電流在一個開關(guān)周期內(nèi)平均值始終保持相同，從而實現(xiàn)整個工頻周期內(nèi)兩路電感電流的 均流。實施例二如圖5所示，其與實施例一的一個區(qū)別是電感電流的差值由總電流 is和其中一路升壓支路的電感電流經(jīng)差值運(yùn)算得到，具體是采樣第一路升壓電路的電感電流iLl和總電流is，通過運(yùn)算(2XiLl-is)作為第一、 二路升壓電路電感電流iLl和iL2的差值信號參與后續(xù)的運(yùn)算，其中is相 當(dāng)于實施例一中兩路電感電流之和(iLl+iL2)，差值運(yùn)算(2XiLl-is)結(jié)果即 相當(dāng)于實施例一中(iLl一iL2)。其與實施例一的另一個區(qū)別是控制信號 Ua和Ub被送入比較寄存器中后再將控制信號Ub相移180° 。 施例三如圖6所示，其與實施例一的區(qū)別是第一路升壓電路的反饋電流信 號變?yōu)閮陕冯娏餍盘栔?iLl+iL2)，即分別采樣第一、二升壓電路的電感 電流iLl、 iL2，并將兩者之和(iLl+iL2)作為第一升壓電路的反饋電流信號 參與后續(xù)運(yùn)算；所述采樣單元、差值運(yùn)算單元、比例積分單元和占空比調(diào) 節(jié)單元分別是差值運(yùn)算電路、比例積分電路和占空比調(diào)節(jié)電路的硬件電路 (因差值運(yùn)算電路、比例積分電路和占空比調(diào)節(jié)電路的硬件電路及其應(yīng)用 均是公知共用的成熟技術(shù)，故此處不做詳細(xì)介紹)；所述占空比調(diào)節(jié)電路還 包括外加的兩路固定相移180°的三角波信號。實施例四如圖7所示，其與實施例一的區(qū)別是第一路升壓電路的反饋電流信 號為總電流信號is，電感電流的差值由總電流和其中一路電感電流運(yùn)算實 現(xiàn)，具體是采樣總電流is作為第一路升壓電路的電流反饋信號，采樣第 一路升壓電路的電感電流iLl并通過運(yùn)算(2XiLl-is)作為第一、二路升 壓電路電感電流iLl和iL2的差值信號參與后續(xù)的運(yùn)算，其中is相當(dāng)于實 施例一中兩路電感電流之和(iLl+iL2)，差值運(yùn)算(2XiLl-is)結(jié)果即相當(dāng)于 實施例一中(iLl一iL2)。實施例五如圖8所示，其與實施例一的區(qū)別是第一路升壓電路的反饋電流信 號為總電流信號is，電感電流的差值由總電流is和第二路升壓電路的電感 電流運(yùn)算(is—2XiL2)實現(xiàn)，其中is相當(dāng)于實施例一中兩路電感電流之和 (iLl+iL2)，差值運(yùn)算(is—2XiL2)結(jié)果即相當(dāng)于實施例一中(iL1—iL2)。實施例六如圖9所示，其與實施例一的區(qū)別是第一路的反饋電流信號是總電流信號is。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說 明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù) 領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若 干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于交錯并聯(lián)升壓式PFC電路的均流控制方法，其特征在于包括以下步驟A.分別采樣PFC電路的輸入電壓和輸出電壓，并結(jié)合參考電壓通過運(yùn)算產(chǎn)生一個參考電流；B.分別采樣PFC電路中第一升壓電路的電感電流、第二升壓電路的電感電流、總電流中至少兩者進(jìn)行差值運(yùn)算得到兩并聯(lián)支路電感電流的差值；C.利用所述參考電流和所述采樣得到的電感電流和/或總電流通過運(yùn)算生成第一升壓電路的第一控制信號，用于驅(qū)動該第一升壓電路的開關(guān)；D.再對所述兩并聯(lián)支路電感電流的差值進(jìn)行積分運(yùn)算以獲得電壓補(bǔ)償量，并利用所述電壓補(bǔ)償量和第一升壓電路的第一控制信號通過運(yùn)算生成第二升壓電路的第二控制信號，用于驅(qū)動該第二升壓電路的開關(guān)；E.利用所述第一控制信號和第二控制信號通過占空比調(diào)節(jié)得到兩路占空比，所述兩路占空比中的一路被相移一定角度，從而實現(xiàn)兩并聯(lián)支路中電感電流的平均電流控制和交錯導(dǎo)通。
2. 如權(quán)利要求1所述的用于交錯并聯(lián)升壓式PFC電路的均流控制方 法，其特征在于所述步驟B、 D和E中的差值運(yùn)算、積分運(yùn)算和占空比 調(diào)節(jié)通過數(shù)字信號處理器實現(xiàn)，或分別通過差值運(yùn)算電路、比例積分電路 和占空比調(diào)節(jié)電路實現(xiàn)。
3. 如權(quán)利要求1所述的用于交錯并聯(lián)升壓式PFC電路的均流控制方 法，其特征在于所述步驟E中占空比調(diào)節(jié)的方法是將第一控制信號和第 二控制信號送入已經(jīng)相移一定角度的比較寄存器中得到，或者將第一控制 信號和第二控制信號送入無相移角度的比較寄存器中得到兩路占空比后再 將其中一路占空比相移一定角度得到，又或者通過外加兩路固定相移的三 角波信號實現(xiàn)。
4. 如權(quán)利要求3所述的用于交錯并聯(lián)升壓式PFC電路的均流控制方 法，其特征在于所述的一定角度或固定相移是180° 。
5. 如權(quán)利要求1-4中任一所述的用于交錯并聯(lián)升壓式PFC電路的平均 電流控制方法，其特征在于所述步驟A中的參考電流是通過對所述參考 電壓與反饋電壓的差值進(jìn)行比例積分運(yùn)算得到一信號，該信號再與所述輸 入電壓相乘得到。
6. 如權(quán)利要求5所述的用于交錯并聯(lián)升壓式PFC電路的均流控制方 法，其特征在于所述步驟A中通過加入恒功率控制的方式得到參考電流，即將所述輸入電壓進(jìn)行濾波得到輸入電壓有效值，將所述信號與輸入電壓的乘積除以所述輸入電壓有效值的平方，再乘上相應(yīng)的比例系數(shù)得到參 考電流。
7. —種具有均流控制模塊的PFC電路，包括第一和第二升壓電路，其特征在于還包括一均流控制模塊，該均流控制模塊包括依次聯(lián)接的采樣 單元、差值運(yùn)算單元、比例積分單元和占空比調(diào)節(jié)單元；所述采樣單元分 別與PFC電路的輸入端、輸出端、第一升壓電路和第二升壓電路聯(lián)接，用 于采集PFC電路的輸入電壓、輸出電壓、第一升壓電路的電感電流和第二 升壓電路的電感電流，并通過運(yùn)算獲得參考電流；所述第一升壓電路的電 感電流、第二升壓電路的電感電流和參考電流經(jīng)過所述差值運(yùn)算單元和比 例積分單元的相應(yīng)的差值運(yùn)算和比例積分運(yùn)算可分別得到用于第一升壓電 路的第一控制信號和用于第二升壓電路的第二控制信號，所述占空比調(diào)節(jié) 單元用于對所述第一和第二升壓電路的占空比信號進(jìn)行調(diào)節(jié)，并使兩路占 空比信號錯開一定角度交錯導(dǎo)通。
8. 如權(quán)利要求7所述的具有均流控制模塊的PFC電路，其特征在于 所述均流控制模塊是數(shù)字信號控制器。
9. 如權(quán)利要求7所述的具有均流控制模塊的PFC電路，其特征在于 所述均流控制模塊中依次聯(lián)接的電感電流采樣單元、差值運(yùn)算單元、比例 積分單元和占空比調(diào)節(jié)單元分別是差值運(yùn)算電路、比例積分電路和占空比 調(diào)節(jié)電路的硬件電路。
10. 如權(quán)利要求7所述的具有均流控制模塊的PFC電路，其特征在于 所述占空比調(diào)節(jié)單元是比較寄存器，該比較寄存器在接收所述第一和第二 控制信號之前或者之后被相移一定角度。
11. 如權(quán)利要求7所述的具有均流控制模塊的PFC電路，其特征在于-所述的一定角度是180。。
12. 如權(quán)利要求7所述的具有均流控制模塊的PFC電路，其特征在于: 所述占空比調(diào)節(jié)單元是外加的分別用于第一和第二升壓電路的兩路固定相 移的三角波信號。
13. 如權(quán)利要求7所述的具有均流控制模塊的PFC電路，其特征在于:所述的兩路固定相移的三角波信號的固定相移是180° 。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有均流控制模塊的PFC電路，包括第一升壓電路、第二升壓電路和均流控制模塊，該均流控制模塊包括依次聯(lián)接的采樣單元、差值運(yùn)算單元、比例積分單元和占空比調(diào)節(jié)單元，主要利用比例積分運(yùn)算實現(xiàn)一個開關(guān)周期內(nèi)電感電流平均值的均流；本發(fā)明還公開了一種用于以上PFC電路的平均電流控制方法，其包括以下步驟A.產(chǎn)生一個參考電流的步驟；B.采樣電流并進(jìn)行差值運(yùn)算得到兩并聯(lián)支路電感電流差值的步驟；C.通過運(yùn)算生成第一升壓電路的控制信號一的步驟；D.通過運(yùn)算生成第二升壓電路的控制信號二的步驟；E.通過占空比調(diào)節(jié)得到兩路占空比的步驟。
文檔編號H02M1/00GK101217255SQ200810065070
公開日2008年7月9日 申請日期2008年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月16日
發(fā)明者李茂華 申請人:艾默生網(wǎng)絡(luò)能源有限公司