一种交错并联型功率因数校正装置及其控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种具有数字化控制系统的交错并联型功率因数校正装置和控制方法，其中装置中的弱电部分包括交流电压采样调理电路、电流调理电路、直流电压采样调理电路和基于DSP的主控电路板，装置中的强电部分包括四个整流二极管、两个半桥MOSFET及其驱动电路，以及从半桥MOSFET的交流输出端点引出的两个储能电感、和滤波电容C，采样调理电路采集交流电压信号、电流信号和直流电压信号，根据采样信号由基于DSP芯片的主控电路板生成驱动信号，经驱动电路放大后驱动两个半桥MOSFET。本发明的装置具有结构简单、功能完善、功率因数校正优秀、电磁兼容性良好、通用性强、支持大功率等优点。
【专利说明】一种交错并联型功率因数校正装置及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明属于数字化控制策略【技术领域】，具体涉及一种具有数字化控制系统的交错并联型功率因数校正装置及其控制方法。
【背景技术】
[0002]为了减小大功率电力电子装置对电网的影响，通常要求在其交流输入端(电网端) 增加功率因数校正环节。在大功率的应用场合，通常需要交错并联结构的功率因数校正电路。目前大多数的功率因数校正电路基于专用IC采用模拟控制思想进行控制，这类控制策略在负载变化不大、工况简单的应用场合有比较好的应用价值。
[0003]随着电力电子装置功率的扩大化，数字化控制策略的优势越来越明显。但目前基于数字化控制芯片的控制策略依然沿用模拟控制思想，这种控制思想没有发挥数字控制芯片的潜力。
【发明内容】
[0004]本发明针对交错并联降压型功率因数校正电路提出了一种基于数字化控制思想的新型控制策略，增加了两个电感电路中环流抑制的功能，提高了系统的控制效果。
[0005]本发明具体公开了一种具有数字化控制系统的交错并联型功率因数校正装置，由弱电部分和强电部分组成，其特征在于:其中弱电部分包括交流电压采样调理电路、电流调理电路、直流电压采样调理电路和基于DSP的主控电路板，作为所述数字化控制系统，所述强电部分包括四个整流二极管、两个半桥MOSFET及其驱动电路，以及从半桥MOSFET的交流输出端点引出的两个储能电感Lp L2和滤波电容C，作为功率因数校正电路，交流电压采样调理电路采集电网交流电压信号，两个电流调理电路采集两个电感的电流信号，直流电压米样调理电路米样输出直流电压信号，根据米样信号由基于DSP芯片的主控电路板生成驱动信号，经驱动电路放大后驱动两个半桥MOSFET。
[0006]本发明公开了 对上述交错并联型功率因数校正装置进行控制的方法，包括如下步骤:
[0007]I)采集电网交流电压信号，采集两个电感的电流信号，采集输出直流电压信号；
[0008]2)交错并联降压功率因数校正电路直流输出电压的给定参考值Vl。/与由直流电压采样调理电路采样得到的实际电压反馈值Vlw进行比较，二者的误差信号经第一比例积分环节Gw,调理后和电网电压绝对值|v#id|相乘然后除以2，然后减去前馈项(iu-D/2，
作为电感L1电流内环的给定值4 ?加上前馈项(iu-D/2作为电感匕电流内环的给定值 h,2，其中iu为电感L1中的平均电流值，L为电感L2中的平均电流值；
[0009]3)电感LpL2的平均电流给定值/!,、&与实际采集到的平均电流值iu、iL2的误差信号经第二比例积分环节Gph调理后被I Vid 1-vlow减，得到vL、<2,其中Vlow为交错并联降压功率因数校正电路的直流输出电压，4 2为控制策略运算过程中的中间变量； [0010] 4)由式(1)、(2)得到两个半桥MOSFET下管驱动的占空比分别为:
【权利要求】
1.一种具有数字化控制系统的交错并联型功率因数校正装置，由弱电部分和强电部分组成，其特征在于:其中弱电部分包括交流电压采样调理电路、电流调理电路、直流电压采样调理电路和基于DSP的主控电路板，作为所述数字化控制系统；所述强电部分包括四个整流二极管、两个半桥MOSFET及其驱动电路，以及从半桥MOSFET的交流输出端点引出的两个储能电感U、L2和滤波电容C，作为功率因数校正电路；交流电压采样调理电路采集电网交流电压信号，两个电流调理电路采集两个电感的电流信号，直流电压采样调理电路采样输出直流电压信号，根据米样信号由基于DSP芯片的主控电路板生成驱动信号，经驱动电路放大后驱动两个半桥MOSFET。
2.对权利要求1所述的交错并联型功率因数校正装置进行控制的方法，包括如下步骤:1)采集电网交流电压信号，采集两个电感的电流信号，采集输出直流电压信号；2)交错并联降压功率因数校正电路直流输出电压的给定参考值Vl。/与由直流电压采样调理电路采样得到的实际电压反馈值Vlw进行比较，二者的误差信号经第一比例积分环节Gpll调理后和电网电压绝对值|VgHd|相乘然后除以2，然后减去前馈项(iu-L)/2，作为电感L1电流内环的给定值4，加上前馈项(iu-D/2作为电感匕电流内环的给定值&，其中iu为电感L1中的平均电流值，iL2为电感L2中的平均电流值。3)电感LpL2的平均电流给定值4、“与实际采集到的平均电流值iu、L的误差信号经第二比例积分环节调理后被
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于:第一比例积分环节
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于:第二比例积分环节
5.根据权利要求2-4任一项所述的方法，其特征在于:为了减小两个电感电流之和的纹波系数，两个半桥MOSFET电路的驱动信号占空比屯、d2差180度相位。
【文档编号】H02M1/14GK103441665SQ201310276615
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年7月3日 优先权日:2013年7月3日
【发明者】张旭辉, 陈军, 王建辉 申请人:奇瑞汽车股份有限公司