一種功率因數(shù)控制方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電力電子領(lǐng)域，尤其涉及一種功率因數(shù)控制方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，各種電力電子裝置的應(yīng)用日益廣泛，隨之產(chǎn)生的 諧波污染也日益嚴(yán)重。為了減少電力電子裝置對(duì)電網(wǎng)造成的諧波污染，通常會(huì)在電力電子 裝置的輸入側(cè)增加功率因數(shù)校正（Power Factor Correction，PFC)電路，以期將輸入電流 變換為與輸入電壓同相位的正弦波，提升線(xiàn)路的輸出能力，減少電路中的諧波電流，從而降 低電力電子裝置的電磁干擾（Electro Magnetic Interference,簡(jiǎn)稱(chēng)：EMI)，提升其電磁兼 容性（Electro Magnetic Compatibility，簡(jiǎn)稱(chēng)：EMC)。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)電力電子裝置進(jìn)行功率因數(shù)校正的方法眾多，但大多通過(guò)固定載 波頻率（簡(jiǎn)稱(chēng)：載頻）、固定輸出電壓的方式實(shí)現(xiàn)。而在PFC電路運(yùn)行過(guò)程中，若MCU采用 單一的載頻對(duì)功率開(kāi)關(guān)管進(jìn)行控制，會(huì)使得載波在市電電壓的波谷階段出現(xiàn)較窄的關(guān)斷脈 寬（如圖1中A所示），在市電電壓的峰值階段出現(xiàn)較窄的開(kāi)通脈寬（如圖1中B所示）。 一方面，這些較窄的脈寬會(huì)使得功率開(kāi)關(guān)管的關(guān)斷時(shí)間和導(dǎo)通時(shí)間極短，降低了 PFC電路 功率因數(shù)校正的效果，使得電力電子裝置的EMI增大、EMC變差。另一方面，這些較窄的脈 寬會(huì)使功率開(kāi)關(guān)管迅速關(guān)斷或開(kāi)通，使得功率開(kāi)關(guān)管的損耗增加。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)中，也有通過(guò)載頻可變的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)功率因數(shù)校正的方案，該類(lèi)方案通 過(guò)控制信號(hào)發(fā)生電路和關(guān)斷信號(hào)發(fā)生電路來(lái)實(shí)現(xiàn)功率開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通和關(guān)斷，從而控制功率 開(kāi)關(guān)管以變頻方式工作，最終達(dá)到對(duì)電力電子裝置進(jìn)行功率因數(shù)校正的目的。該類(lèi)方案雖 然實(shí)現(xiàn)了載頻可變，但如果在市電電壓的谷底或峰值階段發(fā)生抖頻并偏向最高頻方向，則 會(huì)使載波產(chǎn)生更窄的關(guān)斷或開(kāi)通脈寬，致使電力電子裝置產(chǎn)生更大的電磁干擾。
[0005] 因此，尋求一種能夠提升電力電子裝置的EMC，同時(shí)減少功率開(kāi)關(guān)管損耗的功率因 數(shù)控制方法，是目前亟待解決的技術(shù)問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的實(shí)施例提供一種功率因數(shù)控制方法及裝置，以至少解決現(xiàn)有的功率因數(shù) 控制方法所引起的電力電子裝置的EMC變差，以及功率開(kāi)關(guān)管損耗增加的問(wèn)題，能夠提升 電力電子裝置的EMC，同時(shí)減少功率開(kāi)關(guān)管的損耗。
[0007] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的實(shí)施例采用如下技術(shù)方案：
[0008] 第一方面，提供一種功率因數(shù)控制方法，包括：
[0009] 采集輸入電壓值；
[0010] 根據(jù)所述輸入電壓值、以及預(yù)設(shè)的輸出電壓目標(biāo)值，計(jì)算斬波管的導(dǎo)通時(shí)間占載 波周期的占空比；
[0011] 根據(jù)所述占空比，控制所述斬波管的導(dǎo)通時(shí)間、或關(guān)斷時(shí)間、或載波周期，其中，所 述斬波管的關(guān)斷時(shí)間不小于第一預(yù)設(shè)時(shí)間，所述斬波管的導(dǎo)通時(shí)間不小于第三預(yù)設(shè)時(shí)間， 所述第一預(yù)設(shè)時(shí)間+所述第三預(yù)設(shè)時(shí)間〈第二預(yù)設(shè)時(shí)間，所述第二預(yù)設(shè)時(shí)間為所述斬波管 的額定周期。
[0012] 基于本發(fā)明實(shí)施例提供的功率因數(shù)控制方法，通過(guò)控制斬波管的導(dǎo)通時(shí)間、或關(guān) 斷時(shí)間、或載波周期，使得斬波管的關(guān)斷時(shí)間不小于第一預(yù)設(shè)時(shí)間、導(dǎo)通時(shí)間不小于第三預(yù) 設(shè)時(shí)間，從而使得載波在輸入電壓的波谷階段不會(huì)出現(xiàn)較窄的關(guān)斷脈寬，在輸入電壓的波 峰階段不會(huì)出現(xiàn)較窄的導(dǎo)通脈寬。因此，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實(shí)施例提供的功率因數(shù) 控制方法可避免載波在市電的波谷階段出現(xiàn)較窄的關(guān)斷脈寬、在波峰階段出現(xiàn)較窄的開(kāi)通 脈寬，進(jìn)而能夠克服現(xiàn)有技術(shù)由于較窄的開(kāi)通或關(guān)斷脈寬所引起的電力電子裝置的EMC變 差，以及功率開(kāi)關(guān)管損耗增加的問(wèn)題，能夠提升電力電子裝置的EMC，同時(shí)減少功率開(kāi)關(guān)管 的損耗。
[0013] 第二方面，提供一種功率因數(shù)控制裝置，包括：采集單元、計(jì)算單元、以及第一控制 單元；
[0014] 所述采集單元，用于采集輸入電壓值；
[0015] 所述計(jì)算單元，用于根據(jù)所述輸入電壓值、以及預(yù)設(shè)的輸出電壓目標(biāo)值，計(jì)算斬波 管的導(dǎo)通時(shí)間占載波周期的占空比；
[0016] 所述第一控制單元，用于根據(jù)所述占空比，控制所述斬波管的導(dǎo)通時(shí)間、或關(guān)斷時(shí) 間、或載波周期，其中，所述斬波管的關(guān)斷時(shí)間不小于第一預(yù)設(shè)時(shí)間，所述斬波管的導(dǎo)通時(shí) 間不小于第三預(yù)設(shè)時(shí)間，所述第一預(yù)設(shè)時(shí)間+所述第三預(yù)設(shè)時(shí)間〈第二預(yù)設(shè)時(shí)間，所述第二 預(yù)設(shè)時(shí)間為所述斬波管的額定周期。
[0017] 基于本發(fā)明實(shí)施例提供的功率因數(shù)控制裝置，通過(guò)控制斬波管的導(dǎo)通時(shí)間、或關(guān) 斷時(shí)間、或載波周期，使得斬波管的關(guān)斷時(shí)間不小于第一預(yù)設(shè)時(shí)間、導(dǎo)通時(shí)間不小于第三預(yù) 設(shè)時(shí)間，從而使得載波周期的變化與工頻電壓相位的變化保持同步，載波在輸入電壓的波 谷階段不會(huì)出現(xiàn)較窄的關(guān)斷脈寬，在輸入電壓的波峰階段不會(huì)出現(xiàn)較窄的導(dǎo)通脈寬。因此， 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實(shí)施例提供的功率因數(shù)控制裝置可避免載波在市電的波谷階段出 現(xiàn)較窄的關(guān)斷脈寬、在波峰階段出現(xiàn)較窄的開(kāi)通脈寬，能夠克服現(xiàn)有技術(shù)由于較窄的開(kāi)通 或關(guān)斷脈寬所引起的電力電子裝置的EMC變差，以及功率開(kāi)關(guān)管損耗增加的問(wèn)題，能夠提 升電力電子裝置的EMC，同時(shí)減少功率開(kāi)關(guān)管的損耗，實(shí)現(xiàn)變載頻控制。
【附圖說(shuō)明】
[0018] 圖1為現(xiàn)有技術(shù)中載波的波形示意圖；
[0019] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種功率因數(shù)控制方法的流程示意圖一；
[0020] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種功率因數(shù)控制方法的流程示意圖二；
[0021] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種功率因數(shù)校正的電路示意圖一；
[0022] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種功率因數(shù)校正的電路示意圖二；
[0023] 圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種功率因數(shù)控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖一；
[0024] 圖7為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種功率因數(shù)控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖二；
[0025] 圖8為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種功率因數(shù)控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖三；
[0026] 圖9為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種功率因數(shù)控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖四。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；?本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他 實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0028] 為了便于清楚描述本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，在本發(fā)明的實(shí)施例中，采用了"第 一"、"第二"等字樣對(duì)功能和作用基本相同的相同項(xiàng)或相似項(xiàng)進(jìn)行區(qū)分，本領(lǐng)域技術(shù)人員可 以理解"第一"、"第二"等字樣并不對(duì)數(shù)量和執(zhí)行次序進(jìn)行限定。
[0029] 需要說(shuō)明的是，本發(fā)明適用于多種PFC電路，以下僅以交錯(cuò)式PFC電路和普通型 PFC電路為例進(jìn)行說(shuō)明。
[0030] 實(shí)施例一、
[0031] 本發(fā)明實(shí)施例提供一種功率因數(shù)控制方法，如圖2所示，包括：
[0032] S201、功率因數(shù)控制裝置采集輸入電壓值。
[0033] S202、功率因數(shù)控制裝置根據(jù)輸入電壓值、以及預(yù)設(shè)的輸出電壓目標(biāo)值，計(jì)算斬波 管的導(dǎo)通時(shí)間占載波周期的占空比。
[0034] S203、功率因數(shù)控制裝置根據(jù)所述占空比，控制斬波管的導(dǎo)通時(shí)間、或關(guān)斷時(shí)間、 或載波周期。
[0035] 其中，斬波管的關(guān)斷時(shí)間不小于第一預(yù)設(shè)時(shí)間，斬波管的導(dǎo)通時(shí)間不小于第三預(yù) 設(shè)時(shí)間，第一預(yù)設(shè)時(shí)間+第三預(yù)設(shè)時(shí)間〈第二預(yù)設(shè)時(shí)間，第二預(yù)設(shè)時(shí)間為斬波管的額定周 期。
[0036] 具體的，如圖3所示，本發(fā)明實(shí)施例提供一種功率因數(shù)控制方法中，功率因數(shù)控制 裝置根據(jù)所述占空比，控制斬波管的導(dǎo)通時(shí)間、或關(guān)斷時(shí)間、或載波周期（步驟S203)，具體 可以包括：
[0037] S203a、當(dāng)輸入電壓在過(guò)零點(diǎn)后由小增大時(shí)，功率因數(shù)控制裝置控制斬波管的關(guān)斷 時(shí)間為第一預(yù)設(shè)時(shí)間，并根據(jù)占空比和關(guān)斷時(shí)間確定斬波管的載波周期，其中，斬波管的載 波周期逐漸減小。
[0038] S203b、當(dāng)斬波管的載波周期達(dá)到第二預(yù)設(shè)時(shí)間后，功率因數(shù)控制裝置控制斬波管 的載波周期維持在第二預(yù)設(shè)時(shí)間，并根據(jù)占空比和