一種交錯并聯(lián)型功率因數(shù)校正裝置及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具有數(shù)字化控制系統(tǒng)的交錯并聯(lián)型功率因數(shù)校正裝置和控制方法，其中裝置中的弱電部分包括交流電壓采樣調(diào)理電路、電流調(diào)理電路、直流電壓采樣調(diào)理電路和基于DSP的主控電路板，裝置中的強電部分包括四個整流二極管、兩個半橋MOSFET及其驅(qū)動電路，以及從半橋MOSFET的交流輸出端點引出的兩個儲能電感、和濾波電容C，采樣調(diào)理電路采集交流電壓信號、電流信號和直流電壓信號，根據(jù)采樣信號由基于DSP芯片的主控電路板生成驅(qū)動信號，經(jīng)驅(qū)動電路放大后驅(qū)動兩個半橋MOSFET。本發(fā)明的裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、功能完善、功率因數(shù)校正優(yōu)秀、電磁兼容性良好、通用性強、支持大功率等優(yōu)點。
【專利說明】一種交錯并聯(lián)型功率因數(shù)校正裝置及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于數(shù)字化控制策略【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種具有數(shù)字化控制系統(tǒng)的交錯并聯(lián)型功率因數(shù)校正裝置及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]為了減小大功率電力電子裝置對電網(wǎng)的影響，通常要求在其交流輸入端(電網(wǎng)端) 增加功率因數(shù)校正環(huán)節(jié)。在大功率的應(yīng)用場合，通常需要交錯并聯(lián)結(jié)構(gòu)的功率因數(shù)校正電路。目前大多數(shù)的功率因數(shù)校正電路基于專用IC采用模擬控制思想進(jìn)行控制，這類控制策略在負(fù)載變化不大、工況簡單的應(yīng)用場合有比較好的應(yīng)用價值。
[0003]隨著電力電子裝置功率的擴大化，數(shù)字化控制策略的優(yōu)勢越來越明顯。但目前基于數(shù)字化控制芯片的控制策略依然沿用模擬控制思想，這種控制思想沒有發(fā)揮數(shù)字控制芯片的潛力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對交錯并聯(lián)降壓型功率因數(shù)校正電路提出了一種基于數(shù)字化控制思想的新型控制策略，增加了兩個電感電路中環(huán)流抑制的功能，提高了系統(tǒng)的控制效果。
[0005]本發(fā)明具體公開了一種具有數(shù)字化控制系統(tǒng)的交錯并聯(lián)型功率因數(shù)校正裝置，由弱電部分和強電部分組成，其特征在于:其中弱電部分包括交流電壓采樣調(diào)理電路、電流調(diào)理電路、直流電壓采樣調(diào)理電路和基于DSP的主控電路板，作為所述數(shù)字化控制系統(tǒng)，所述強電部分包括四個整流二極管、兩個半橋MOSFET及其驅(qū)動電路，以及從半橋MOSFET的交流輸出端點引出的兩個儲能電感Lp L2和濾波電容C，作為功率因數(shù)校正電路，交流電壓采樣調(diào)理電路采集電網(wǎng)交流電壓信號，兩個電流調(diào)理電路采集兩個電感的電流信號，直流電壓米樣調(diào)理電路米樣輸出直流電壓信號，根據(jù)米樣信號由基于DSP芯片的主控電路板生成驅(qū)動信號，經(jīng)驅(qū)動電路放大后驅(qū)動兩個半橋MOSFET。
[0006]本發(fā)明公開了 對上述交錯并聯(lián)型功率因數(shù)校正裝置進(jìn)行控制的方法，包括如下步驟:
[0007]I)采集電網(wǎng)交流電壓信號，采集兩個電感的電流信號，采集輸出直流電壓信號；
[0008]2)交錯并聯(lián)降壓功率因數(shù)校正電路直流輸出電壓的給定參考值Vl。/與由直流電壓采樣調(diào)理電路采樣得到的實際電壓反饋值Vlw進(jìn)行比較，二者的誤差信號經(jīng)第一比例積分環(huán)節(jié)Gw,調(diào)理后和電網(wǎng)電壓絕對值|v#id|相乘然后除以2，然后減去前饋項(iu-D/2，
作為電感L1電流內(nèi)環(huán)的給定值4 ?加上前饋項(iu-D/2作為電感匕電流內(nèi)環(huán)的給定值 h,2，其中iu為電感L1中的平均電流值，L為電感L2中的平均電流值；
[0009]3)電感LpL2的平均電流給定值/!,、&與實際采集到的平均電流值iu、iL2的誤差信號經(jīng)第二比例積分環(huán)節(jié)Gph調(diào)理后被I Vid 1-vlow減，得到vL、<2,其中Vlow為交錯并聯(lián)降壓功率因數(shù)校正電路的直流輸出電壓，4 2為控制策略運算過程中的中間變量； [0010] 4)由式(1)、(2)得到兩個半橋MOSFET下管驅(qū)動的占空比分別為:
【權(quán)利要求】
1.一種具有數(shù)字化控制系統(tǒng)的交錯并聯(lián)型功率因數(shù)校正裝置，由弱電部分和強電部分組成，其特征在于:其中弱電部分包括交流電壓采樣調(diào)理電路、電流調(diào)理電路、直流電壓采樣調(diào)理電路和基于DSP的主控電路板，作為所述數(shù)字化控制系統(tǒng)；所述強電部分包括四個整流二極管、兩個半橋MOSFET及其驅(qū)動電路，以及從半橋MOSFET的交流輸出端點引出的兩個儲能電感U、L2和濾波電容C，作為功率因數(shù)校正電路；交流電壓采樣調(diào)理電路采集電網(wǎng)交流電壓信號，兩個電流調(diào)理電路采集兩個電感的電流信號，直流電壓采樣調(diào)理電路采樣輸出直流電壓信號，根據(jù)米樣信號由基于DSP芯片的主控電路板生成驅(qū)動信號，經(jīng)驅(qū)動電路放大后驅(qū)動兩個半橋MOSFET。
2.對權(quán)利要求1所述的交錯并聯(lián)型功率因數(shù)校正裝置進(jìn)行控制的方法，包括如下步驟:1)采集電網(wǎng)交流電壓信號，采集兩個電感的電流信號，采集輸出直流電壓信號；2)交錯并聯(lián)降壓功率因數(shù)校正電路直流輸出電壓的給定參考值Vl。/與由直流電壓采樣調(diào)理電路采樣得到的實際電壓反饋值Vlw進(jìn)行比較，二者的誤差信號經(jīng)第一比例積分環(huán)節(jié)Gpll調(diào)理后和電網(wǎng)電壓絕對值|VgHd|相乘然后除以2，然后減去前饋項(iu-L)/2，作為電感L1電流內(nèi)環(huán)的給定值4，加上前饋項(iu-D/2作為電感匕電流內(nèi)環(huán)的給定值&，其中iu為電感L1中的平均電流值，iL2為電感L2中的平均電流值。3)電感LpL2的平均電流給定值4、“與實際采集到的平均電流值iu、L的誤差信號經(jīng)第二比例積分環(huán)節(jié)調(diào)理后被
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于:第一比例積分環(huán)節(jié)
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于:第二比例積分環(huán)節(jié)
5.根據(jù)權(quán)利要求2-4任一項所述的方法，其特征在于:為了減小兩個電感電流之和的紋波系數(shù)，兩個半橋MOSFET電路的驅(qū)動信號占空比屯、d2差180度相位。
【文檔編號】H02M1/14GK103441665SQ201310276615
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年7月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月3日
【發(fā)明者】張旭輝, 陳軍, 王建輝 申請人:奇瑞汽車股份有限公司