交互式pfc控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及交互式PFC控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種交互式PFC控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]如圖1所示，一般的交互式PFC(Power Factor Correct1n，功率因數(shù)校正)控制系統(tǒng)含有兩個IGBT晶體管(IGBT1和IGBT2)，兩個電感(電感LI和電感L2)，兩個IGBT晶體管的驅(qū)動信號分別為PWMl和PWM2，且驅(qū)動信號PWMl和驅(qū)動信號PWM2的相位相差180°，且流經(jīng)采樣電阻Rs的電流Iin為流經(jīng)電感LI和電感L2的電流之和。由于兩個IGBT晶體管交互導(dǎo)通，所以兩個電感的電流也呈交互狀態(tài)。當(dāng)PWM信號的占空比為50 %時(shí)，電感充電和放電的時(shí)間相等，電流紋波最少。但是，交互式PFC控制系統(tǒng)增加了系統(tǒng)器件的數(shù)量，在實(shí)際應(yīng)用中，由于器件生產(chǎn)上的差異容易造成兩路電感的電流不對稱，從而導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]鑒于現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)狀，本實(shí)用新型的目的在于提供一種交互式PFC控制系統(tǒng)，可以有效的平衡流經(jīng)兩路電感的電流，降低該交互式PFC控制系統(tǒng)的諧波含量，提高系統(tǒng)的功率因數(shù)及穩(wěn)定性。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0005]一種交互式PFC控制系統(tǒng)，包括:整流電路、功率因數(shù)校正電路、電壓控制電路、電流控制電路和電流平衡環(huán)；
[0006]所述整流電路的輸入端被配置以連接交流電源AC，所述整流電路的輸出端依次連接所述功率因數(shù)校正電路、所述電壓控制電路和所述電流控制電路；
[0007]所述電流控制電路的輸出端串聯(lián)所述電流平衡環(huán)后連接至所述功率因數(shù)校正電路的第一驅(qū)動信號輸入端，所述電流控制電路的輸出端同時(shí)連接至所述功率因數(shù)校正電路的第二驅(qū)動信號輸入端。
[0008]在其中一個實(shí)施例中，所述功率因數(shù)校正電路包括第一電感L1、第二電感L2、第一二極管VD1、第二二極管VD2、第一晶體管Tl和第二晶體管T2 ；
[0009]所述第一電感LI串聯(lián)所述第一二極管VDl形成第一支路，所述第二電感L2串聯(lián)所述第二二極管VD2形成第二支路，所述第一支路與所述第二支路并聯(lián)；
[0010]所述第一晶體管Tl的漏極連接至所述第一電感LI和所述第一二極管VDl的相應(yīng)公共端，所述第一晶體管Tl的柵極作為所述功率因數(shù)校正電路的第一驅(qū)動信號輸入端連接所述電流平衡環(huán)的輸出端，所述第一晶體管Tl的源極接地；
[0011]所述第二晶體管T2的漏極連接至所述第二電感L2和所述第二二極管VD2的相應(yīng)公共端，所述第二晶體管T2的柵極作為所述功率因數(shù)校正電路的第二驅(qū)動信號輸入端連接所述電流控制電路的輸出端，所述第二晶體管T2的源極接地。
[0012]在其中一個實(shí)施例中，還包括移相器；
[0013]所述電流控制電路的輸出端串聯(lián)所述移相器后連接至所述第二晶體管T2的柵極。
[0014]在其中一個實(shí)施例中，所述電壓控制電路還包括第一比較器和電壓環(huán)；
[0015]所述第一比較器的第一輸入端被配置以輸入?yún)⒖茧妷?，所述第一比較器的第二輸入端連接至所述功率因數(shù)校正電路的輸出端；
[0016]所述第一比較器的輸出端串聯(lián)所述電壓環(huán)后連接至所述電流控制電路。
[0017]在其中一個實(shí)施例中，還包括連接在所述功率因數(shù)校正電路輸出端的所述第一電阻Rl和第二電阻R2 ；
[0018]所述第一電阻Rl串聯(lián)所述第二電阻R2，且所述第一比較器的第二輸入端連接至所述第一電阻Rl和所述第二電阻R2的相應(yīng)公共端。
[0019]在其中一個實(shí)施例中，還包括乘法器；
[0020]所述電壓環(huán)的輸出端連接所述乘法器的第一輸入端，所述乘法器的第二輸入端被配置以輸入電壓估算值，所述乘法器的輸出端連接至所述電流控制電路。
[0021]在其中一個實(shí)施例中，所述電流控制電路包括第二比較器和電流環(huán)；
[0022]所述第二比較器的第一輸入端連接至所述乘法器的輸出端，所述第二比較器的第二輸入端連接至所述功率因數(shù)校正電路的輸入端，所述第二比較器的輸出端連接所述電流環(huán)的輸入端；
[0023]所述電流環(huán)的輸出端串聯(lián)所述移相器后連接至所述第二晶體管Τ2的柵極，所述電流環(huán)的輸出端串聯(lián)所述電流平衡環(huán)后連接至所述第一晶體管Tl的柵極。
[0024]在其中一個實(shí)施例中，所述功率因數(shù)校正電路還包括采樣電阻Rs和儲能電容C ；
[0025]所述第一支路和所述第二支路串聯(lián)所述儲能電容C后與所述采樣電阻Rs并聯(lián)；所述第二比較器的第二輸入端連接至所述整流電路與所述采樣電阻Rs的相應(yīng)公共端。
[0026]在其中一個實(shí)施例中，還包括脈寬調(diào)節(jié)器；
[0027]所述電流環(huán)的輸出端連接所述脈寬調(diào)節(jié)器的第一輸入端，所述脈寬調(diào)節(jié)器的第二輸入端被配置以輸入?yún)⒖济}沖信號，所述脈寬調(diào)節(jié)器的第一輸出端連接所述電流平衡環(huán)，所述脈寬調(diào)節(jié)器的第二輸出端連接所述移相器。
[0028]在其中一個實(shí)施例中，所述電壓環(huán)、所述電流環(huán)和所述電流平衡環(huán)均為PI控制器。
[0029]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0030]本實(shí)用新型的交互式PFC控制系統(tǒng)，通過增設(shè)電流平衡環(huán)來調(diào)節(jié)功率因數(shù)校正電路中第一驅(qū)動信號和第二驅(qū)動信號的占空比，使得通過第一電感的電流和通過第二電感的電流基本一樣，從而可以有效的降低該交互式PFC控制系統(tǒng)的諧波含量，提高該交互式PFC控制系統(tǒng)的功率因數(shù)及穩(wěn)定性。
【附圖說明】
[0031]圖1為傳統(tǒng)的交互式PFC控制系統(tǒng)的控制原理圖；
[0032]圖2為圖1中的交互式PFC控制系統(tǒng)的啟動電流圖；
[0033]圖3為圖1中的交互式PFC控制系統(tǒng)的穩(wěn)定電流圖；
[0034]圖4為本實(shí)用新型的交互式PFC控制系統(tǒng)的控制原理圖；
[0035]圖5為本實(shí)用新型的交互式PFC控制系統(tǒng)的啟動電流圖；
[0036]圖6為本實(shí)用新型的交互式PFC控制系統(tǒng)的穩(wěn)定電流圖。
【具體實(shí)施方式】
[0037]為了使本實(shí)用新型的技術(shù)方案更加清楚，以下結(jié)合附圖，對本實(shí)用新型的交互式PFC控制系統(tǒng)作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本實(shí)用新型并不用于限定本實(shí)用新型。
[0038]如圖4所示，本實(shí)用新型一實(shí)施例的交互式PFC控制系統(tǒng)，包括整流電路100、功率因數(shù)校正電路200、電壓控制電路300、電流控制電路400、電流平衡環(huán)500、移相器600、脈寬調(diào)節(jié)器700以及乘法器800。其中，整流電路100的輸入端被配置以連接交流電源AC，優(yōu)選地，本實(shí)施例中的整流電路100為二極管Dl?D4組成的整流橋。整流電路100的輸出端依次連接功率因數(shù)校正電路200、電壓控制電路300和電流控制電路400。
[0039]其中，電流控制電路400的輸出端串聯(lián)電流平衡環(huán)500后連接至功率因數(shù)校正電路200的第一驅(qū)動信號輸入端，功率因數(shù)校正電路200的第一驅(qū)動信號輸入端用于輸入第一驅(qū)動信號PWM1。同時(shí)，電流控制電路400的輸出端連接至功率因數(shù)校正電路200的第二驅(qū)動信號輸入端，功率因數(shù)校正電路200的第二驅(qū)動信號輸入端用于輸入第二驅(qū)動信號PWM2。這樣，通過電流平衡環(huán)500的調(diào)節(jié)作用，可以使得功率因數(shù)校正電路200的第一驅(qū)動信號PWMl和第二驅(qū)動信號PWM2的占空比不一樣，從而達(dá)到平衡功率因數(shù)校正電路的電流，降低系統(tǒng)諧波含量的目的。
[0040]作為一種可實(shí)施方式，功率因數(shù)校正電路200包括第一電感L1、第二電感L2、第一二極管VD1、第二二極管VD2、第一晶體管Tl和第二晶體管T2 ;優(yōu)選地，第一晶體管Tl和第二晶體管T2均為IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor，絕緣柵雙極型晶體管)晶體管，當(dāng)然第一晶體管Tl和第二晶體管T2還可以采用雙極性三極管或MOS管等。
[0041]第一電感LI串聯(lián)第一二極管VDl形成第一支路，第二電感L2串聯(lián)第二二極管VD2形成第二支路，且第一支路與第二支路并聯(lián)設(shè)置。優(yōu)選地，第一二極管VDl和第二二極管VD2為升壓二極管。
[0042]第一晶體管Tl的漏極連接至第一電感LI和第一二極管VDl的相應(yīng)公共端，第一晶體管Tl的柵極作為功率因數(shù)校正電路200的第一驅(qū)動信號輸入端連接電流平衡環(huán)500的輸出端，第一晶體管Tl的源極接地。第二晶體管T2的漏極連接至第二電感L2和第二二極管VD2的相應(yīng)公共端，第二晶體管T2的柵極作為功率因數(shù)校正電路200的第二驅(qū)動信號輸入端連接電流控制電路400的輸出端，第二晶體管T2的源極接地。優(yōu)選地，電流控制電路400的輸出端串聯(lián)移相器600后連接至第二晶體管T2的柵極，移相器600用于將電流控制電路的輸出信號進(jìn)行180°的相位移動。
[0043]由于移相器600的作用，使得第一驅(qū)動信號PWMl與第二驅(qū)動信號PWM2的相位相差180°，這樣可以使得第一晶體管Tl和第二晶體管T2交互導(dǎo)通。因此，流經(jīng)第一電感LI的電流Il和流經(jīng)第二電感L2的電流12也呈交互狀態(tài)，這樣使得母線電流的紋波減少。
[0044]同時(shí)，從第一晶體管Tl的柵極輸入的第一驅(qū)動信號PWMl由電流控制電路400的輸出信號經(jīng)電流平衡環(huán)500的平衡后確定，從第二晶體管T2的柵極輸入的第二驅(qū)動信號PMW2由電流控制電路400的輸出信號經(jīng)移相器600移相后確定。因此，經(jīng)電流平衡環(huán)500平衡后，可以使第一驅(qū)動信號PWMl的占空比和第二驅(qū)動信號PWM2的占空比不一樣，進(jìn)而使得流經(jīng)第一電感LI的電流Il基本等于流經(jīng)第二電感L2的電流12，從而降低了該交互式PFC控制系統(tǒng)的諧波含量，提高了控制系統(tǒng)的功率因數(shù)及穩(wěn)定性。
[0045]功率因數(shù)校正電路200還包括采樣電阻Rs和儲能電容C，其中，采樣電阻Rs用于采集母線電流Iin的大小，且流經(jīng)采樣電阻Rs的母線電流Iin = 11+12，其中，Il為流經(jīng)第一電感LI的電流，12為流經(jīng)第二電感L2的電流。
[0046]第一支路和第二支路串聯(lián)儲能電容C后與采樣電阻Rs并聯(lián)。當(dāng)?shù)谝痪w管Tl和第二晶體管T2截止時(shí)，第一電感LI和第二電感L2向儲能電容C充電，通過第一支路和第二支路與儲能電容C串聯(lián)設(shè)置，可以有效地抑制儲能電容C上的浪涌電流。
[0047]作為一種可實(shí)施方式，電壓控制電路300包括第一比較器和電壓環(huán)310，電壓控制電路300的目的是提高母線電壓和降低系統(tǒng)的諧波含量。第一比較器的第一輸入端被配置以輸入?yún)⒖茧妷篤ref，本實(shí)施例中使用的參考電壓Vref為