CN104702132B - 一种开关管的控制方法及装置 - Google Patents

一种开关管的控制方法及装置 Download PDF

Info

Publication number
CN104702132B
CN104702132B CN201310657025.4A CN201310657025A CN104702132B CN 104702132 B CN104702132 B CN 104702132B CN 201310657025 A CN201310657025 A CN 201310657025A CN 104702132 B CN104702132 B CN 104702132B
Authority
CN
China
Prior art keywords
pfc circuit
voltage value
frequency
active pfc
value
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201310657025.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104702132A (zh
Inventor
许光华
方强
杨瑞国
李剑
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dimension Corp.
Original Assignee
Walteff Energy Systems Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Walteff Energy Systems Co filed Critical Walteff Energy Systems Co
Priority to CN201310657025.4A priority Critical patent/CN104702132B/zh
Publication of CN104702132A publication Critical patent/CN104702132A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104702132B publication Critical patent/CN104702132B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/42—Circuits or arrangements for compensating for or adjusting power factor in converters or inverters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/08—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0003—Details of control, feedback or regulation circuits
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P80/00—Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
    • Y02P80/10—Efficient use of energy, e.g. using compressed air or pressurized fluid as energy carrier

Abstract

本发明公开了一种开关管的控制方法及装置，用以提高有源功率因数校正电路的效率。该方法包括：获取有源PFC电路的输入电压值；基于预先确定的该有源PFC电路的输入电压值与该有源PFC电路的开关管开关频率之间的关系，确定获取到的输入电压值对应的开关管开关频率；基于确定的开关管开关频率对该有源PFC电路的开关管进行控制。

Description

一种开关管的控制方法及装置
技术领域
本发明涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种有源功率因数校正电路的开关管的控制方法及装置。
背景技术
目前，很多电源产品中都会设置PFC（Power Factor Correction，功率因数校正）电路，以保护电网环境。相比于无源PFC电路，有源PFC电路的应用更加广泛。有源PFC电路通过控制电路中开关管的占空比，使输入电流波形跟踪输入电压波形，达到减小无功功率、提高功率因数的目的。图1所示的Boost型PFC电路即为一种常见的有源PFC电路，电感L、开关管Q、二极管D和电容C1构成了基本的Boost电路，C2为输入滤波电容，LOAD为负载。
然而，现有技术中，无论在何种工作条件下，有源PFC电路中开关管的开关频率为一个始终不变的定值，而该定值是基于最恶劣的工作条件确定的。开关管的开关频率直接影响着有源PFC电路中器件的损耗，进而影响电路的效率，因此从效率的角度来看，开关管开关频率为定值的控制方案并不是最优的。
发明内容
本发明实施例提供一种开关管的控制方法及装置，用以提高有源PFC电路的效率。
本发明实施例提供一种开关管的控制方法，包括：
获取有源PFC电路的输入电压值；
基于预先确定的所述有源PFC电路的输入电压值与所述有源PFC电路的开关管开关频率之间的关系，确定获取到的输入电压值对应的开关管开关频率；
基于确定的开关管开关频率对所述有源PFC电路的开关管进行控制。
本发明实施例还提供一种开关管的控制装置，包括：
输入电压采样单元，用于获取有源PFC电路的输入电压值；
开关频率确定单元，用于基于预先确定的所述有源PFC电路的输入电压值与所述有源PFC电路的开关管开关频率之间的关系，确定获取到的输入电压值对应的开关管开关频率；
开关管控制单元，用于基于确定的开关管开关频率对所述有源PFC电路的开关管进行控制。
本发明实施例提供的方案中，基于预先确定的输入电压值与开关管开关频率之间的关系，确定出有源PFC电路的当前输入电压值对应的开关管开关频率，根据确定出的开关管开关频率对有源PFC电路的开关管进行控制。即针对有源PFC电路不同的输入电压值，开关管开关频率并不是一个定值，可以根据工作条件改变开关管开关频率，因此相比于现有技术中开关管开关频率为定值的控制方案，能够减小有源PFC电路中的器件损耗，进而提高有源PFC电路的效率。
附图说明
图1为现有技术中的Boost型PFC电路示意图；
图2为本发明实施例提供的有源PFC电路的开关管的控制方法的流程图；
图3为本发明实施例提供的有源PFC电路的输入电压值与有源PFC电路的开关管开关频率之间的关系的确定方法的流程图；
图4为本发明实施例提供的Boost型PFC电路的输入电压有效值与Boost型PFC电路的开关管开关频率之间的关系的确定方法的详细流程图；
图5为本发明实施例提供的有源PFC电路的开关管的控制装置的结构示意图。
具体实施方式
为了给出提高有源PFC电路的效率的实现方案，本发明实施例提供了一种开关管的控制方法及装置，以下结合说明书附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。并且在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本发明实施例提供了一种有源PFC电路的开关管的控制方法，如图2所示，可以包括：
步骤201、获取有源PFC电路的输入电压值；
步骤202、基于预先确定的有源PFC电路的输入电压值与有源PFC电路的开关管开关频率之间的关系，确定获取到的输入电压值对应的开关管开关频率。
步骤203、基于确定的开关管开关频率对有源PFC电路的开关管进行控制。
进一步的，有源PFC电路的输入电压值与有源PFC电路的开关管开关频率之间的关系，具体可以采用如下方式确定，如图3所示，包括：
步骤301、在有源PFC电路的输入电压值范围内选取至少两个不同的输入电压值作为样本电压值。
步骤302、针对每一个样本电压值，确定出当有源PFC电路的输入电压值为该样本电压值时，有源PFC电路在满足预设条件的前提下效率最高时对应的开关管开关频率，作为该样本电压值对应的优选开关频率；
步骤303、基于各样本电压值与确定的各优选开关频率的对应关系，确定有源PFC电路的输入电压值与有源PFC电路的开关管开关频率之间的关系。
进一步的，步骤302中，具体可以采用如下方式确定各样本电压值对应的优选开关频率：
针对每一个样本电压值，确定出当有源PFC电路的输入电压值为该样本电压值时，有源PFC电路效率最高时对应的开关管开关频率，作为该样本电压值对应的备选开关频率；若有源PFC电路的输入电压值为该样本电压值，并采用该备选开关频率时满足预设条件，则将该备选开关频率作为该样本电压值对应的优选开关频率；若有源PFC电路的输入电压值为该样本电压值，并采用该备选开关频率时不满足预设条件，则将使有源PFC电路满足预设条件的最接近该备选开关频率的开关频率作为该样本电压值对应的优选开关频率。
进一步的，步骤303中，具体可以采用如下方式确定有源PFC电路的输入电压值与有源PFC电路的开关管开关频率之间的关系：
针对每一个样本电压值，在平面坐标中，确定由该样本电压值和该样本电压值对应的优选开关频率表征的点；由确定出的点拟合得到表征有源PFC电路的输入电压值与有源PFC电路的开关管开关频率之间的关系的函数。
在本发明实施例中，上述预设条件可以包括如下几项：
条件一：当有源PFC电路的输入电压频率为工频时，有源PFC电路的电感的频率为开关管开关频率的纹波电流在工频输入电流峰值处的峰峰值和工频输入电流峰值的比值不大于第一预设值；
第一预设值具体可以根据实际情况，结合经验值、历史数据进行设定。
例如，连续工作模式的Boost型PFC电路，第一预设值一般可以设定在0.3～0.6之间。
条件二：有源PFC电路的电感的最大磁通密度不大于第二预设值；
第二预设值具体可以根据实际情况，结合经验值、历史数据进行设定。
例如，第二预设值可以根据电感所选用磁芯材料的磁饱和密度来进行设定，一般要小于磁饱和密度的60％。
条件三：有源PFC电路的输入滤波电容的纹波电流有效值不大于第三预设值。
第三预设值一般可从生产输入滤波电容的厂家给出的器件规格书中直接获取。
在本发明其它实施例中，根据实际应用场景、用户需求，预设条件还可以为其它具体条件。
上述有源PFC电路的输入电压值具体可以为有源PFC电路的输入电压有效值、有源PFC电路的输入电压峰值或有源PFC电路的输入电压平均值。即有源PFC电路的输入电压值与有源PFC电路的开关管开关频率之间的关系，具体可以为有源PFC电路的输入电压有效值与有源PFC电路的开关管开关频率之间的关系；也可以为有源PFC电路的输入电压峰值与有源PFC电路的开关管开关频率之间的关系；也可以为有源PFC电路的输入电压平均值与有源PFC电路的开关管开关频率之间的关系。
下面以图1所示的Boost型PFC电路为例，对本发明提供的有源PFC电路的开关管的控制方法进行详细说明。
首先，需要确定Boost型PFC电路的输入电压值与Boost型PFC电路的开关管开关频率之间的关系，在本实施例中，Boost型PFC电路的输入电压值具体为Boost型PFC电路的输入电压有效值，即预先确定的Boost型PFC电路的输入电压值与Boost型PFC电路的开关管开关频率之间的关系具体为Boost型PFC电路的输入电压有效值与Boost型PFC电路的开关管开关频率之间的关系，该关系的确定流程如图4所示，包括：
步骤401、选取样本电压值。
在本实施例中，假设Boost型PFC电路的交流输入电压有效值的范围为176V～264V，可以选取176V、220V及264V作为样本电压值。
步骤402、确定各样本电压值对应的备选开关频率，即当Boost型PFC电路的输入电压有效值为各样本电压值时，Boost型PFC电路效率最高时对应的开关管开关频率。
具体可以通过仿真，计算出Boost型PFC电路的输入电压有效值为各样本电压值、Boost型PFC电路采用不同开关管开关频率、带不同负载时的效率曲线，进而确定出当Boost型PFC电路的输入电压有效值为各样本电压值时，Boost型PFC电路效率最高时对应的开关管开关频率，作为各样本电压值对应的备选开关频率。
在计算效率时需考虑电路中电感的磁损及铜损、MOS管的开关损耗、续流二极管的导通损耗及关断反向恢复损耗、整流桥损耗等各项损耗。
在本实施例中，假设当Boost型PFC电路的输入电压有效值为176V、220V和264V的电压时，Boost型PFC电路效率最高时对应的开关管开关频率均为38kHz，即样本电压值176V、220V和264V对应的备选开关频率均为38kHz。
步骤403、判断Boost型PFC电路的输入电压有效值为各样本电压值，并采用对应的备选开关频率时是否满足预设条件一。
若Boost型PFC电路的输入电压有效值为各样本电压值，并采用对应的备选开关频率时，存在不满足预设条件一的情况，则进入步骤404；若Boost型PFC电路的输入电压有效值为各样本电压值，并采用对应的备选开关频率时，均满足预设条件一，则直接进入步骤405。
预设条件一具体可以为：
当Boost型PFC电路的输入电压频率为工频时，Boost型PFC电路的电感的频率为开关管开关频率的纹波电流在工频输入电流峰值处的峰峰值和工频输入电流峰值的比值不大于第一预设值。
在本发明实施例中，第一预设值具体为0.4。
上述比值具体可以基于下述公式确定：
其中：f_pfc为Boost型PFC电路的开关管开关频率，Vin_rms为Boost型
PFC电路的输入电压有效值；
k(f_pfc,Vin_rms)为Boost型PFC电路的电感的频率为开关管开关频
率的纹波电流在工频输入电流峰值处的峰峰值和工频输入电流峰值的比值；
Iin(Vin_rms)为Boost型PFC电路的工频输入电流峰值；
ΔI_boost(f_pfc,Vin_rms)为Boost型PFC电路的电感的频率为开关管开关频率的纹波电流在工频输入电流峰值处的峰峰值；
Pomax为Boost型PFC电路的最大输出功率，η为Boost型PFC电路的效率；
L为Boost型PFC电路的电感感量，Vo_pfc为Boost型PFC电路的输出母线电压。
基于上述公式，采用各样本电压值及其对应的备选开关频率可以确定出对应的比值，进而判断该比值是否不大于0.4，即判断是否满足预设条件一。
在本发明实施例中，当输入电压有效值Vin_rms为176V、开关管开关频率f_pfc为38kHz时，确定出的比值k(f_pfc,Vin_rms)大于0.4，即不满足预设条件一；当输入电压有效值Vin_rms为220V、开关管开关频率f_pfc为38kHz时，确定出的比值k(f_pfc,Vin_rms)大于0.4，即不满足预设条件一；当输入电压有效值Vin_rms为264V、开关管开关频率f_pfc为38kHz时，确定出的比值k(f_pfc,Vin_rms)小于0.4，即满足预设条件一。因为存在不满足预设条件一的情况，进入步骤404。
步骤404、对于Boost型PFC电路不满足预设条件一时对应的备选开关频率进行调整，由于Boost型PFC电路的效率与开关管开关频率的关系曲线特性，本实施例中将使Boost型PFC电路满足预设条件一的最小开关频率作为对应的样本电压值对应的备选开关频率。
为满足预设条件一，输入电压有效值为176V时，对应的开关管开关频率应不小于70kHz；输入电压有效值为220V时，对应的开关管开关频率应不小于54kHz。
为满足预设条件一，样本电压值176V对应的备选开关频率调整为70kHz；样本电压值220V对应的备选开关频率调整为54kHz；而样本电压值264V对应的备选开关频率无需进行调整，仍为38kHz。
步骤405、判断Boost型PFC电路的输入电压有效值为各样本电压值，并采用对应的备选开关频率时是否满足预设条件二。
若Boost型PFC电路的输入电压有效值为各样本电压值，并采用对应的备选开关频率时，存在不满足预设条件二的情况，则进入步骤406；若Boost型PFC电路的输入电压有效值为各样本电压值，并采用对应的备选开关频率时，均满足预设条件二，则直接进入步骤407。
预设条件二具体可以为：
Boost型PFC电路的电感的最大磁通密度不大于第二预设值。
通过电感的最大磁通密度可以判断Boost型PFC电路的电感是否饱和。
在本发明实施例中，第二预设值具体为0.42。
Boost型PFC电路的电感的最大磁通密度具体可以基于如下公式确定：
其中：θ为Boost型PFC电路的工频输入电流的瞬时相角；
B_max(θ，f_pfc,Vin_rms)为Boost型PFC电路满载时电感的瞬时磁通密度，即电感的最大磁通密度；
Ipk(θ，f_pfc,Vin_rms)为包含了Boost型PFC电路的工频输入电流和Boost型PFC电路的电感的纹波电流的瞬时电流值；
k(θ，f_pfc,Vin_rms)为Boost型PFC电路的电感的频率为开关管开关频率的瞬时纹波电流在工频输入电流瞬时值处的峰峰值和工频输入电流瞬时值的比值；
Iin(θ，Vin_rms)为Boost型PFC电路工频输入电流瞬时值；
ΔI_boost(θ，f_pfc,Vin_rms)为Boost型PFC电路的电感的频率为开关管开关频率的瞬时纹波电流在工频输入电流瞬时值处的峰峰值；
Ae为Boost型PFC电路的电感的磁通面积，N为Boost型PFC电路的电感的绕线匝数。
在本发明实施例中，Boost型PFC电路的输入电压有效值为各样本电压值，并采用对应的备选开关频率时，确定出的电感的最大磁通密度均不大于0.42，即均满足预设条件二，直接进入步骤407。
步骤406、对于Boost型PFC电路不满足预设条件二时对应的备选开关频率进行调整，将使Boost型PFC电路满足预设条件二的最小开关频率作为对应的样本电压值对应的备选开关频率。
步骤407、判断Boost型PFC电路的输入电压有效值为各样本电压值，并采用对应的备选开关频率时是否满足预设条件三。
若Boost型PFC电路的输入电压有效值为各样本电压值，并采用对应的备选开关频率时，存在不满足预设条件三的情况，则进入步骤408；若Boost型PFC电路的输入电压有效值为各样本电压值，并采用对应的备选开关频率时，均满足预设条件三，则直接进入步骤409。
预设条件三具体可以为：
Boost型PFC电路的输入滤波电容的纹波电流有效值不大于第三预设值。
通过输入滤波电容的纹波电流有效值可以判断输入滤波电容应力是否会超标。
在本发明实施例中，只采用一级滤波，Boost型PFC电路的输入滤波电容的纹波电流有效值约等于Boost型PFC电路的电感的纹波电流有效值，具体可以基于下述公式确定：
IL_ripple(f_pfc,Vin_rms)为Boost型PFC电路的电感的纹波电流有效值。
在本发明实施例中，Boost型PFC电路的输入电压有效值为各样本电压值，并采用对应的备选开关频率时，确定出的电感的纹波电流有效值均不大于第三预设值，即均满足预设条件三，直接进入步骤409。
步骤408、对于Boost型PFC电路不满足预设条件三时对应的备选开关频率进行调整，将使Boost型PFC电路满足预设条件三的最小开关频率作为对应的样本电压值对应的备选开关频率。
步骤409、确定各样本电压值对应的优选开关频率，基于各样本电压值与确定的各优选开关频率的对应关系，确定Boost型PFC电路的输入电压有效值与Boost型PFC电路的开关管开关频率之间的关系。
综上，可以确定样本电压值176V对应的优选开关频率为70kHz；样本电压值220V对应的优选开关频率为54kHz；样本电压值264V对应的优选开关频率为38kHz。
针对每一个样本电压值，在平面坐标中，确定由该样本电压值和该样本电压值对应的优选开关频率表征的点；由确定出的点拟合得到表征Boost型PFC电路的输入电压有效值与Boost型PFC电路的开关管开关频率之间的关系的函数。
在本发明实施例中，由三个样本电压值和三个样本电压值对应的优选开关频率表征的点拟合得到的函数为：
f_pfc=-0.3636×Vin_rms+134；
即该函数表征了Boost型PFC电路的输入电压有效值与Boost型PFC电路的开关管开关频率之间的关系。在后续对Boost型PFC电路的开关管进行控制时，可以采样Boost型PFC电路的输入电压，确定其有效值，基于上述函数，确定出对应的开关管开关频率。然后基于确定出的开关管开关频率生成开关管驱动信号，实现对Boost型PFC电路的开关管的控制，此为现有技术，在此不再详述。
在确定出的函数中，有源PFC电路的输入电压有效值与有源PFC电路的开关管开关频率是一一对应的关系。在本发明的其它实施例中，也可以基于确定出的函数，更灵活地调整有源PFC电路的输入电压有效值与有源PFC电路的开关管开关频率之间的对应关系。
例如，可以将有源PFC电路的输入电压有效值划分为若干区间，其中一个或多个区间仍基于确定出的函数确定对应的开关管开关频率，其它每个区间对应一个不变的开关管开关频率。在本发明实施例中，可以将Boost型PFC电路的输入电压有效值划分为[176V，220V）、[220V，240V）和[240V，264V]三个区间，对于区间[176V，220V）和区间[240V，264V]，仍基于确定出的函数确定对应的开关管开关频率，而区间[220V，240V）对应一个不变的开关管开关频率54kHz。此时，若获取到的Boost型PFC电路的输入电压有效值为180V，基于确定出的函数确定出对应的开关管开关频率约为69kHz；若获取到的Boost型PFC电路的输入电压有效值为230V，则对应的开关管开关频率为54kHz。
可见，采用本发明实施例提供的方法，有源PFC电路的开关管开关频率并不是一个定值，可以根据工作条件的变化而变化，能使有源PFC电路在满足预设条件的前提下效率达到最高。因此相比于现有技术中开关管开关频率为定值的控制方案，能够减小有源PFC电路中的器件损耗，提高有源PFC电路的效率。同时，可以减小输入电流、电压的开关频率的纹波，提高核心电压工作区的THD（Total Harmonic Distortion，总谐波失真)、EMC（ElectroMagnetic Compatibility，电磁兼容性）等性能指标。
在本发明的其它实施例中，也可以采用上述实施例同样的方法预先确定有源PFC电路的输入电压峰值与有源PFC电路的开关管开关频率之间的关系，根据获取到的输入电压峰值确定对应的开关管开关频率，对有源PFC电路的开关管进行控制；或者预先确定有源PFC电路的输入电压平均值与有源PFC电路的开关管开关频率之间的关系，根据获取到的输入电压平均值确定对应的开关管开关频率，对有源PFC电路的开关管进行控制。
本发明实施例提供的开关管的控制方法具有多种实现方式，可以通过数字信号处理器、单片机等可编程控制器进行软件编程实现，也可以通过采样电路、压频率转换电路和PFC控制电路构成的具体的硬件电路实现。
基于同一发明构思，根据本发明上述实施例提供的开关管的控制方法，相应地，本发明实施例还提供了一种开关管的控制装置，其结构示意图如图5所示，具体可以包括：
输入电压采样单元501，用于获取有源PFC电路的输入电压值；
开关频率确定单元502，用于基于预先确定的该有源PFC电路的输入电压值与该有源PFC电路的开关管开关频率之间的关系，确定获取到的输入电压值对应的开关管开关频率；
开关管控制单元503，用于基于确定的开关管开关频率对该有源PFC电路的开关管进行控制。
进一步的，该开关管的控制装置，还包括对应关系确定单元504，用于在该有源PFC电路的输入电压值范围内选取至少两个不同的输入电压值作为样本电压值；针对每一个样本电压值，确定出当该有源PFC电路的输入电压值为该样本电压值时，该有源PFC电路在满足预设条件的前提下效率最高时对应的开关管开关频率，作为该样本电压值对应的优选开关频率；基于各样本电压值与确定的各优选开关频率的对应关系，确定该有源PFC电路的输入电压值与该有源PFC电路的开关管开关频率之间的关系。
进一步的，对应关系确定单元504，具体用于针对每一个样本电压值，确定出当该有源PFC电路的输入电压值为该样本电压值时，该有源PFC电路效率最高时对应的开关管开关频率，作为该样本电压值对应的备选开关频率；若该有源PFC电路的输入电压值为该样本电压值，并采用该备选开关频率时满足预设条件，则将该备选开关频率作为该样本电压值对应的优选开关频率；若该有源PFC电路的输入电压值为该样本电压值，并采用该备选开关频率时不满足预设条件，则将使该有源PFC电路满足该预设条件的最接近该备选开关频率的开关频率作为该样本电压值对应的优选开关频率。
进一步的，该预设条件具体包括：
条件一：当有源PFC电路的输入电压频率为工频时，该有源PFC电路的电感的频率为开关管开关频率的纹波电流在工频输入电流峰值处的峰峰值和工频输入电流峰值的比值不大于第一预设值；
条件二：有源PFC电路的电感的最大磁通密度不大于第二预设值；
条件三：有源PFC电路的输入滤波电容的纹波电流有效值不大于第三预设值。
进一步的，对应关系确定单元504，具体用于针对每一个样本电压值，在平面坐标中，确定由该样本电压值和该样本电压值对应的优选开关频率表征的点；由确定出的点拟合得到表征该有源PFC电路的输入电压值与该有源PFC电路的开关管开关频率之间的关系的函数。
进一步的，该有源PFC电路的输入电压值具体为该有源PFC电路的输入电压有效值、该有源PFC电路的输入电压峰值或该有源PFC电路的输入电压平均值。
上述各单元的功能可对应于图2-图4任一所示流程中的相应处理步骤，在此不再赘述。
综上所述，采用本发明提供的方案，根据有源PFC电路的输入电压调整有源PFC电路的开关管开关频率，能够提高有源PFC电路的效率。
显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明实施例的精神和范围。这样，倘若本发明实施例的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种有源功率因数校正PFC电路的开关管的控制方法，其特征在于，包括：
获取有源PFC电路的输入电压值；
基于预先确定的所述有源PFC电路的输入电压值与所述有源PFC电路的开关管开关频率之间的关系，确定获取到的输入电压值对应的开关管开关频率；
基于确定的开关管开关频率对所述有源PFC电路的开关管进行控制；
其中，所述有源PFC电路的输入电压值与所述有源PFC电路的开关管开关频率之间的关系，具体采用如下方式确定：
在所述有源PFC电路的输入电压值范围内选取至少两个不同的输入电压值作为样本电压值；
针对每一个样本电压值，确定出当所述有源PFC电路的输入电压值为该样本电压值时，所述有源PFC电路在满足预设条件的前提下效率最高时对应的开关管开关频率，作为该样本电压值对应的优选开关频率；
基于各样本电压值与确定的各优选开关频率的对应关系，确定所述有源PFC电路的输入电压值与所述有源PFC电路的开关管开关频率之间的关系。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，具体采用如下方式确定各样本电压值对应的优选开关频率：
针对每一个样本电压值，确定出当所述有源PFC电路的输入电压值为该样本电压值时，所述有源PFC电路效率最高时对应的开关管开关频率，作为该样本电压值对应的备选开关频率；
若所述有源PFC电路的输入电压值为该样本电压值，并采用该备选开关频率时满足预设条件，则将该备选开关频率作为该样本电压值对应的优选开关频率；若所述有源PFC电路的输入电压值为该样本电压值，并采用该备选开关频率时不满足预设条件，则将使所述有源PFC电路满足所述预设条件的最接近该备选开关频率的开关频率作为该样本电压值对应的优选开关频率。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设条件具体包括：
条件一：当有源PFC电路的输入电压频率为工频时，所述有源PFC电路的电感的频率为开关管开关频率的纹波电流在工频输入电流峰值处的峰峰值和工频输入电流峰值的比值不大于第一预设值；
条件二：有源PFC电路的电感的最大磁通密度不大于第二预设值；
条件三：有源PFC电路的输入滤波电容的纹波电流有效值不大于第三预设值。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，具体采用如下方式确定所述有源PFC电路的输入电压值与所述有源PFC电路的开关管开关频率之间的关系：
针对每一个样本电压值，在平面坐标中，确定由该样本电压值和该样本电压值对应的优选开关频率表征的点；由确定出的点拟合得到表征所述有源PFC电路的输入电压值与所述有源PFC电路的开关管开关频率之间的关系的函数。
5.如权利要求1-4任一所述的方法，其特征在于，所述有源PFC电路的输入电压值具体为所述有源PFC电路的输入电压有效值、所述有源PFC电路的输入电压峰值或所述有源PFC电路的输入电压平均值。
6.一种有源功率因数校正PFC电路的开关管的控制装置，其特征在于，包括：
输入电压采样单元，用于获取有源PFC电路的输入电压值；
开关频率确定单元，用于基于预先确定的所述有源PFC电路的输入电压值与所述有源PFC电路的开关管开关频率之间的关系，确定获取到的输入电压值对应的开关管开关频率；
开关管控制单元，用于基于确定的开关管开关频率对所述有源PFC电路的开关管进行控制；
其中，还包括对应关系确定单元，用于在所述有源PFC电路的输入电压值范围内选取至少两个不同的输入电压值作为样本电压值；针对每一个样本电压值，确定出当所述有源PFC电路的输入电压值为该样本电压值时，所述有源PFC电路在满足预设条件的前提下效率最高时对应的开关管开关频率，作为该样本电压值对应的优选开关频率；基于各样本电压值与确定的各优选开关频率的对应关系，确定所述有源PFC电路的输入电压值与所述有源PFC电路的开关管开关频率之间的关系。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述对应关系确定单元，具体用于针对每一个样本电压值，确定出当所述有源PFC电路的输入电压值为该样本电压值时，所述有源PFC电路效率最高时对应的开关管开关频率，作为该样本电压值对应的备选开关频率；若所述有源PFC电路的输入电压值为该样本电压值，并采用该备选开关频率时满足预设条件，则将该备选开关频率作为该样本电压值对应的优选开关频率；若所述有源PFC电路的输入电压值为该样本电压值，并采用该备选开关频率时不满足预设条件，则将使所述有源PFC电路满足所述预设条件的最接近该备选开关频率的开关频率作为该样本电压值对应的优选开关频率。
8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述预设条件具体包括：
条件一：当有源PFC电路的输入电压频率为工频时，所述有源PFC电路的电感的频率为开关管开关频率的纹波电流在工频输入电流峰值处的峰峰值和工频输入电流峰值的比值不大于第一预设值；
条件二：有源PFC电路的电感的最大磁通密度不大于第二预设值；
条件三：有源PFC电路的输入滤波电容的纹波电流有效值不大于第三预设值。
9.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述对应关系确定单元，具体用于针对每一个样本电压值，在平面坐标中，确定由该样本电压值和该样本电压值对应的优选开关频率表征的点；由确定出的点拟合得到表征所述有源PFC电路的输入电压值与所述有源PFC电路的开关管开关频率之间的关系的函数。
10.如权利要求6-9任一所述的装置，其特征在于，所述有源PFC电路的输入电压值具体为所述有源PFC电路的输入电压有效值、所述有源PFC电路的输入电压峰值或所述有源PFC电路的输入电压平均值。
CN201310657025.4A 2013-12-06 2013-12-06 一种开关管的控制方法及装置 Active CN104702132B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310657025.4A CN104702132B (zh) 2013-12-06 2013-12-06 一种开关管的控制方法及装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310657025.4A CN104702132B (zh) 2013-12-06 2013-12-06 一种开关管的控制方法及装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104702132A CN104702132A (zh) 2015-06-10
CN104702132B true CN104702132B (zh) 2018-06-19

Family

ID=53348970

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310657025.4A Active CN104702132B (zh) 2013-12-06 2013-12-06 一种开关管的控制方法及装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104702132B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111490680B (zh) * 2019-01-29 2023-12-01 马克西姆综合产品公司 连续导通模式单输入多输出设备

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102005777A (zh) * 2010-11-04 2011-04-06 艾默生网络能源有限公司 一种光伏并网逆变器的控制方法及其控制系统

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6356463B1 (en) * 2001-02-07 2002-03-12 Phoenixtec Power Co. Ltd. High frequency, voltage feedback control mode power converter
KR20040018489A (ko) * 2001-07-20 2004-03-03 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. 발진 회로, 상기 발진 회로를 구비한 변환기 및 상기변환기를 구비한 프리콘디셔너
US8184456B1 (en) * 2008-08-26 2012-05-22 International Rectifier Corporation Adaptive power converter and related circuitry
CN103023299B (zh) * 2011-09-26 2015-05-20 南京博兰得电子科技有限公司 一种功率因数变换装置的控制方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102005777A (zh) * 2010-11-04 2011-04-06 艾默生网络能源有限公司 一种光伏并网逆变器的控制方法及其控制系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN104702132A (zh) 2015-06-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
De Gusseme et al. Digitally controlled boost power-factor-correction converters operating in both continuous and discontinuous conduction mode
CN101764528B (zh) 高功率因数DCM Boost PFC变换器
CN105322777B (zh) 用于电力电子系统的功率因数校正电路
CN203851350U (zh) Led驱动电路及其输出电流纹波控制器
CN105932870B (zh) 用于pfc电流整形的方法和控制电路
Khan et al. Input switched high performance three phase Buck-Boost controlled rectifier
de Souza et al. A new ZCS quasi-resonant unity power factor rectifier with reduced conduction losses
Moschopoulos et al. PWM full-bridge converter with natural input power factor correction
CN104702132B (zh) 一种开关管的控制方法及装置
CN206100548U (zh) 基于arm控制系统来实现单级pfcled驱动的电源系统
CN106392263B (zh) 基于SiC的超高频逆变式手工焊接电源
Park et al. Versatile unidirectional AC-DC converter with harmonic current and reactive power compensation for smart grid applications
Arifin et al. Input switched closed-loop single phase ĈUK AC to DC converter with improved power quality
CN105429453B (zh) 一种基于pfc电路的高功率因数电源
CN201900045U (zh) 电除尘器三相中频直流高压电源
CN103746569A (zh) 一种高功率因数恒压、恒流程控开关电源及供电方法
Han et al. A simple THD improving method for CCM boost PFC converter under mixed conduction mode operation
CN203942440U (zh) 一种功率因数调整电路
CN209299137U (zh) 一种功率因数校正电路及设备
Lenine et al. A static improvement of predictive control for single phase voltage fed power factor correction converters
KR20040002524A (ko) 부하에 공급되는 전력을 제어하는 방법 및 장치
CN205888326U (zh) 基于SiC的超高频逆变式手工焊接电源
Park et al. Development of a high performance single-phase voltage regulator composed of 3 arms bridge
Dagur et al. Single Phase AC-DC Converter employing Power Factor Correction with High Frequency Isolation Using Buck-Boost PWM Converter
Panda et al. Closed-Loop Controlled Cascaded Current Controlled Dynamic Evolution Control (CC-DEC) based Voltage Doubler (VD) PFC Converter for Improved Dynamic Performance

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information
CB02 Change of applicant information

Address after: No. 1510, Kansas Avenue, lureen, Ohio, USA

Applicant after: Walteff energy systems company

Address before: The United States of Ohio city F Lorain Street No. 1122

Applicant before: Emerson Network Power Co., Ltd.

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20201010

Address after: Ohio, USA

Patentee after: Dimension Corp.

Address before: 1510 Kansas Avenue, Loren, Ohio, USA

Patentee before: Emerson Energy Systems, AB