CN107196499B - 一种图腾柱无桥功率因数校正电路控制方法及装置 - Google Patents

一种图腾柱无桥功率因数校正电路控制方法及装置 Download PDF

Info

Publication number
CN107196499B
CN107196499B CN201610144079.4A CN201610144079A CN107196499B CN 107196499 B CN107196499 B CN 107196499B CN 201610144079 A CN201610144079 A CN 201610144079A CN 107196499 B CN107196499 B CN 107196499B
Authority
CN
China
Prior art keywords
duty ratio
totem
power factor
correction circuit
factor correction
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
CN201610144079.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107196499A (zh
Inventor
孙浩
何维
卢至锋
江洪波
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.)
ZTE Corp
Original Assignee
ZTE Corp
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 ZTE Corp filed Critical ZTE Corp
Priority to CN201610144079.4A priority Critical patent/CN107196499B/zh
Priority to PCT/CN2017/076338 priority patent/WO2017157250A1/zh
Publication of CN107196499A publication Critical patent/CN107196499A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107196499B publication Critical patent/CN107196499B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

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
    • H02M1/4208—Arrangements for improving power factor of AC input
    • 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
    • H02M1/0083—Converters characterised by their input or output configuration
    • H02M1/0085—Partially controlled bridges
    • 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
    • H02M1/38—Means for preventing simultaneous conduction of switches
    • 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
    • H02M1/0048—Circuits or arrangements for reducing losses
    • 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
    • H02M1/4208—Arrangements for improving power factor of AC input
    • H02M1/4233—Arrangements for improving power factor of AC input using a bridge converter comprising active switches
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Rectifiers (AREA)
  • Measuring Volume Flow (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

本发明公开了一种图腾柱无桥功率因数校正电路控制方法及装置,通过获取图腾柱无桥功率因数校正电路的工作模式；获取所述工作模式下图腾柱无桥功率因数校正电路中主管对应的第一占空比以及续流管对应的第二占空比；根据第一占空比与第二占空比控制主管与续流管的工作状态，在电感电流过零前，关闭续流管，防止电感电流下降过程中输入桥臂整流管存在的反向损耗和电感电流反向问题的产生，相对于采用硬件过零检测电路，本发明提供的图腾柱无桥功率因数校正电路控制方法及装置，无需增加任何硬件电路，因此成本低，且简单，空间利用率高，提高了电路的整体效率。

Description

一种图腾柱无桥功率因数校正电路控制方法及装置
技术领域
本发明涉及开关电源电力电子领域，尤其涉及一种图腾柱无桥功率因数校正电路控制方法及装置。
背景技术
随着工业发展，绿色节能呼声日渐升高，电力电子领域也在积极地开发更多效率高的节能产品；电力电子应用于工业设备的基础性组件，比如电源，变频器产品，对主设备的能耗至关重要，其转换效率，直接影响了主设备的能耗等级。PFC(Power FactorCorrection，功率因数校正技术)作为电源的输入级，是电网与电源输出连接的桥梁，其品质不仅影响电源的电能输出质量，同时对电网电能质量也至关重要，其转换效率，直接影响了电源整机的效率。因此功率因数校正成为各大厂商、高校的研究热点，各种拓扑被相继提出，并被不断完善。
图腾柱无桥PFC，因其无整流桥，相比有桥PFC，每一种工作模态下回路中均少一只二极管，其转换效率具有明显的优势；上下管工作模式随输入极性切换，相比普通无桥PFC，少一路功率器件，使得电感利用率提高，成本下降，功率密度增加。
图腾柱无桥PFC拓扑主要有两种形式，如图1、图2所示，图1中前输入桥臂采用的是普通整流管，图2中前输入桥臂采用的是低频开关管。
图腾柱无桥PFC具有三种工作模式，分别为DCM(Discontinuous ConductionMode，非连续导通模式)，CRM(Critical-Conduction Mode，临界导通模式)，CCM(Continuous Conduction Mode，连续导通模式)。DCM，CRM，CCM模式下的图腾柱无桥PFC，如果主管工作于开关状态，续流管工作于常闭模式，这将对效率不利。
DCM模式下，如主辅管工作于互补模式，对于图1，前桥臂低频二极管将工作于开关频率状态，产生严重的干扰和损耗；对于图2，引起电感电流倒灌；
CRM模式下，对于图1，主辅管工作于互补模式，电感电流过零前，需提前关闭高频续流管，进一步降低输入桥臂低频管的反向损耗和干扰；
CCM模式下，主辅管工作于互补模式，当输入高压轻载时，将进入DCM模式，对于图1，前桥臂低频二极管将工作于开关频率状态，产生严重的干扰和损耗；对于图2，引起电感电流倒灌。
对于图1、图2所示的图腾柱无桥PFC电路产生的两个问题详细描述如下：
图1主续流管工作在互补导通时，当电感电流下降零后，由于续流管仍处于导通状态，故PFC电压经电感，反向加载在输入桥臂的整流管上，使其反向截止，并产生一定的反向恢复电流，输入桥臂整流管则工作在高频反复开通截止状态，这将产生很大损耗和干扰。
图2主续流管工作在互补导通时，当电感电流下降零后，将导致电感电流负向，产生较大反向电流，PFC级能量反灌，这不利于效率的提高。
现有技术中，对于解决上述问题的方法主要有两种：
一是在高频管高低边各串接一个带宽较大的互感器，再增加额外的过零检测电路，当电感电流下降到零时，及时将续流管关断，如专利“图腾柱无桥电路系统及电流采样装置”所示。该方法增加了额外复杂电路，成本提高，也影响电源功率密度和模块化。
二是在桥臂地与电解电容地之间增加过零检测电路，当续流流向电解电容电流降到零时，及时将续流管关断，如专利“AC-DC CONVERTER HAVING SOFT-SWITCHED TOTEM-POLE OUTPUT”所示。该方法也需额外增加电路，虽然电路相对简单，但增加了一个二极管，一定程度上降低了效率，同时由于检测电路将原边分成两个地，在设计整体电源时，不利于与DC-DC级电路整合。
对于方法一，因为输入存在正负极性，则必须设计两路过零检测电路，而续流电流从高降到零的过程中，信号是由强变弱，对过零检测电路设计要求较高，且对于DCM模式的图腾柱PFC，过零检测电路不是必须的，这无疑将增加所以成本，同时电路复杂度也提高不少；CRM模式图腾柱PFC，如在电感电流过零前提前关断续流管，可进一步降低输入桥臂低频管的反向损耗和干扰，并实现零电压关断。
对于方法二，续流电流从高降到零的过程中，信号是由强变弱，因此检测电阻要大，但正常续流时，又禁止电流通过检测电阻流过，这将产生较大损耗，所以需额外加一只二极管，这也必然降低整体效率。
并且采用硬件过零检测电路，因为要精确检测电流过零的相位，必须实现电流的无相位延时的检测，同时上管的浮动支路，不宜采用电阻采样，需采用带宽高，无相位延迟的磁采样电流互感器，因此成本高，后级电路复杂，要求高。
综上，在图腾柱无桥PFC电路中，我们需要一种成本低、操作简单的方法在电感电流过零前，提前关闭续流管，防止电感电流反向或输入桥臂整流管存在反向损耗，提高图腾柱无桥PFC的整体效率。
发明内容
本发明要解决的主要技术问题是，提供一种图腾柱无桥功率因数校正电路控制方法和装置，解决图腾柱无桥PFC中电感电流下降到零时引起输入桥臂整流管存在反向损耗或电流反向的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种图腾柱无桥功率因数校正电路控制方法，包括：获取图腾柱无桥功率因数校正电路的工作模式；
获取所述工作模式下所述图腾柱无桥功率因数校正电路中主管对应的第一占空比以及续流管对应的第二占空比；
根据所述第一占空比与所述第二占空比控制所述主管与所述续流管的工作状态。
在本发明的一种实施例中，所述获取所述图腾柱无桥功率因数校正电路的工作模式，包括：获取所述图腾柱无桥功率因数校正电路中电感的电流平均值；
获取临界导通模式下所述图腾柱无桥功率因数校正电路的第一平均电流；
比较所述电流平均值与所述第一平均电流的大小，若所述电流平均值小于所述第一平均电流，则所述工作模式为非连续导通模式或临界导通模式；若所述电流平均值大于所述第一平均电流，则所述工作模式为连续导通模式。
在本发明的一种实施例中，所述获取所述工作模式下所述图腾柱无桥功率因数校正电路中主管对应的第一占空比以及所述图腾柱无桥功率因数校正电路中续流管对应的第二占空比，包括：
若所述工作模式为连续导通模式，则所述第一占空比为所述主管的主环路占空比，所述第二占空比与所述第一占空比互补；
若所述工作模式为非连续导通模式或临界导通模式，则所述第一占空比为所述主环路占空比，所述第二占空比为所述续流管的实际导通占空比。
在本发明的一种实施例中，当所述第二占空比为所述实际导通占空比时，获取所述实际导通占空比的过程包括：
采样所述图腾柱无桥功率因数校正电路的输入电压和输出电压；
获取所述主环路占空比与预设调整系数；
由所述输入电压，所述输出电压以及所述主环路占空比，根据伏秒平衡和所述预设调整系数，计算得出所述实际导通占空比。
在本发明的一种实施例中，所述预设调整系数的取值范围为0.85～0.9。
在本发明的一种实施例中，所述根据所述第一占空比与所述第二占空比控制所述主管与所述续流管的开通状态，包括：
根据所述第一占空比得到开关周期内所述主管的第一导通阈值，自所述主管开通时开始计时，当计时值等于所述第一导通阈值时，关闭所述主管；
根据所述第二占空比得到开关周期内所述续流管的第二导通阈值，自所述续流管开通时开始计时，当计时值等于所述第二导通阈值时，关闭所述续流管。
在本发明还提供一种图腾柱无桥功率因数校正电路控制装置，包括：
第一获取模块，所述第一获取模块用于获取所述图腾柱无桥功率因数校正电路的工作模式；
第二获取模块，所述第二获取模块用于获取所述工作模式下所述图腾柱无桥功率因数校正电路中主管对应的第一占空比以及所述图腾柱无桥功率因数校正电路中续流管对应的第二占空比；
控制模块，所述控制模块用于根据所述第一占空比与所述第二占空比控制所述主管与所述续流管的开通状态。
在本发明的一种实施例中，所述第一获取模块包括第一获取子模块，第二获取子模块和判断模块，
所述第一获取子模块用于获取所述图腾柱无桥功率因数校正电路中电感的电流平均值；
所述第二获取子模块用于获取临界导通模式下所述图腾柱无桥功率因数校正电路的第一平均电流；
所述判断模块用于比较所述电流平均值与所述第一平均电流的大小，若所述电流平均值小于所述第一平均电流，则所述工作模式为非连续导通模式或临界导通模式；若所述电流平均值大于所述第一平均电流，则所述工作模式为连续导通模式。
在本发明的一种实施例中，所述第二获取模块包括第三获取子模块和第四获取子模块，
所述第三获取子模块用于当所述工作模式为连续导通模式时，获取所述第一占空比为所述主管的主环路占空比，所述第二占空比与所述第一占空比互补；
所述第四获取子模块用于当所述工作模式为非连续导通模式或临界模式时，获取所述第一占空比为所述主环路占空比，所述第二占空比为所述续流管的实际导通占空比。
在本发明的一种实施例中，所述第二获取模块还包括实际导通比获取模块，所述实际导通占空比获取模块用于当所述第二占空比为所述实际导通占空比时，采样所述图腾柱无桥功率因数校正电路的输入电压和输出电压；获取所述主环路占空比与预设调整系数；由所述输入电压，所述输出电压以及所述主环路占空比，根据伏秒平衡和所述预设调整系数，计算得出所述实际导通占空比。
在本发明的一种实施例中，所述控制模块包括第一控制子模块和第二控制子模块，
所述第一控制子模块用于根据所述第一占空比得到开关周期内所述主管的第一导通阈值，自所述主管开通时开始计时，当计时值等于所述第一导通阈值时，关闭所述主管；
所述第二控制子模块用于根据所述第二占空比得到开关周期内所述续流管的第二导通阈值，自所述续流管开通时开始计时，当计时值等于所述第二导通阈值时，关闭所述续流管。
本发明的有益效果是：
本发明提供的一种图腾柱无桥功率因数校正电路控制方法和装置，通过获取图腾柱无桥功率因数校正电路的工作模式；获取所述工作模式下图腾柱无桥功率因数校正电路中主管对应的第一占空比以及续流管对应的第二占空比；根据第一占空比与第二占空比控制主管与续流管的工作状态。使得在电感电流下降到零之前关闭续流管，防止电感电流下降过程中输入桥臂整流管存在的反向损耗和电感电流反向问题的产生，相对于采用硬件过零检测电路，本发明提供的一种图腾柱无桥功率因数校正电路控制方法和装置，无需增加任何硬件电路，因此成本低，且简单，空间利用率高，提高了电路的整体效率。
附图说明
图1为一种图腾柱无桥PFC系统结构图；
图2为另一种图腾柱无桥PFC系统结构图；
图3为本发明图腾柱无桥PFC控制方法流程图；
图4为本发明获取图腾柱无桥PFC工作模式的方法流程图；
图5为本发明获取实际导通占空比的方法流程图；
图6为本发明实施例二中图腾柱PFC控制装置示意图；
图7为本发明图6中第一获取模块示意图；
图8为本发明图6中第二获取模块示意图；
图9为本发明图6中第二获取模块的另一示意图；
图10为本发明图6中控制模块示意图；
图11为本发明实施例三中图腾柱无桥PFC处于DCM或CRM模式时的控制方法流程图；
图12为本发明实施例三中图腾柱无桥PFC处于DCM模式时主管与续流管的控制时序及电感电流示意图；
图13为本发明实施例三中图腾柱无桥PFC处于CRM模式时主管与续流管的控制时序及电感电流示意图；
图14为本发明实施例三中图腾柱无桥PFC处于CCM模式时的控制方法流程图；
图15为本发明实施例三中图腾柱无桥PFC处于CCM模式时主管与续流管的控制时序及电感电流示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例；需要说明的是，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
实施例一：
本实施例提供的图腾柱无桥PFC控制方法，请参见图3，其具体包括如下步骤：
步骤1，获取所述图腾柱无桥功率因数校正电路的工作模式；
步骤2，根据所述工作模式获取主管的第一占空比与续流管的第二占空比；
步骤3，根据所述第一占空比与所述第二占空比控制所述主管与所述续流管的工作状态。
对于步骤1，对于一图腾柱无桥功率因数校正电路，首先要获取该图腾柱无桥功率因数校正电路的工作模式，以便针对不同工作模式下的图腾柱无桥功率因数校正电路采用不同的方式去获取该电路主管与续流管的占空比，工作模式的获取方法请参见图4，具体如下：
步骤11，获取该图腾柱无桥功率因数校正电路中电感的电流平均值；
步骤12，获取临界导通模式下该图腾柱无桥功率因数校正电路的第一平均电流；
步骤13，比较电流平均值与第一平均电流的大小，若电流平均值小于第一平均电流，则工作模式为非连续导通模式或临界导通模式；若电流平均值大于第一平均电流，则工作模式为连续导通模式。
具体的，电感的电流平均值I1可直接通过检测获取到，第一平均电流I2可根据当前输入条件下的输入电压和输出电压计算得出，其具体计算方式为：
Figure BDA0000941062340000081
其中T为开关周期，L为输入电感；
若I1<I2，则说明该图腾柱无桥功率因数校正电路的工作模式为非连续导通模式或临界导通模式；
若I1>I2,则说明该图腾柱无桥功率因数校正电路的工作模式为连续导通模式。
对于步骤2，获取所述工作模式下图腾柱无桥功率因数校正电路中主管对应的第一占空比以及图腾柱无桥功率因数校正电路中续流管对应的第二占空比，具体为：若工作模式为连续导通模式，则第一占空比为主管的主环路占空比，主环路占空比可直接通过环路运算得到，第二占空比与第一占空比互补，即若第一占空比为X,第二占空比则为1-X；若工作模式为非连续导通模式或临界导通模式，则第一占空比为主环路占空比，第二占空比为续流管的实际导通占空比。获取实际导通占空比的具体过程请参见图5，包括：
步骤21，采样所述图腾柱无桥功率因数校正电路的输入电压和输出电压；
步骤22，获取所述主环路占空比与预设调整系数；
步骤23，由所述输入电压，所述输出电压以及所述主环路占空比，根据伏秒平衡和所述预设调整系数，计算得出所述实际导通占空比。
具体的，图腾柱无桥功率因数校正电路的输入电压和输出电压都可直接采集获取得到，主环路占空比可由环路运算直接得到，根据输入电压，输出电压及主环路占空比，可根据伏秒平衡，推算出电感电流下降到零前，续流管的理论占空比，续流管的理论占空比D1的计算方式具体为：
Figure BDA0000941062340000091
续流管的实际占空比为续流管的理论占空比与预设调整系数的乘积，具体的续流管的实际占空比D2的计算方式为：
D2＝K×D1
预设调整系数K的取值范围优选的为0.85～0.9，确保在电感电流下降到零之前关闭续流管，但又不过早的关闭续流管，影响整个电路的效率。
对于步骤3，根据第一占空比与第二占空比控制主管与续流管的工作状态，具体的包括：根据第一占空比得到开关周期内主管的第一导通阈值，自主管开通时开始计时，当计时值等于第一导通阈值时，关闭主管；根据第二占空比得到开关周期内续流管的第二导通阈值，自续流管开通时开始计时，当计时值等于第二导通阈值时，关闭续流管。
本实施例提供的图腾柱无桥功率因数校正电路控制方法，根据获取到的主管第一占空比和续流管的第二占空比后控制主管与续流管的工作状态的过程中，还包括设置一预设时间，当主管的关闭时间到达该预设时间时，再开通续流管，避免主管与续流管同时处于开通状态，造成电路短路。
综上所述，本发明提供的图腾柱无桥功率因数校准电路控制方法，当该图腾柱无桥功率因数校准电路处于DCM模式时，采用软件方法，并根据理论推导，使得在电感电流正向时，续流管导通，进一步提高图腾柱PFC效率，电感电流反向时，续流管关闭，防止输入前臂整流慢管产生反向损耗和干扰。
当该图腾柱无桥功率因数校准电路处于CRM模式时，在硬件过零检测基础上，采用软件方法和理论推导，使得电感电流过零前，提前关断，实现高频管零电压开通，相对于硬件过零检测关断续流管方法进一步降低输入前臂整流慢管产生的反向损耗和干扰。
当该图腾柱无桥功率因数校准电路处于CCM模式时，根据输入电压，主占空比，电感电流平均值，判断电路工作的模式，如在CCM模式下，主管与续流管工作于互补模式；既提高效率，也不存在输入臂整流慢管的反向损耗和干扰；如进入了CRM或DCM模式，采用软件方法和理论推导，使得电感电流过零前，提前关断，实现高频管零电压开通，降低输入前臂整流慢管产生的反向损耗和干扰。
实施例二：
本实施例提供一种图腾柱无桥功率因数校正电路控制装置，请参见图6,其具体包括：
第一获取模块11，第一获取模块11用于获取图腾柱无桥功率因数校正电路的工作模式；
第二获取模块12，第二获取模块12用于获取所述工作模式下图腾柱无桥功率因数校正电路中主管对应的第一占空比以及图腾柱无桥功率因数校正电路中续流管对应的第二占空比；
控制模块13，所述控制模块13用于根据第一占空比与第二占空比控制主管与续流管的工作状态。
具体的，对于一图腾柱无桥功率因数校正电路，首先要获取该图腾柱无桥功率因数校正电路的工作模式，以便针对不同工作模式下的图腾柱无桥功率因数校正电路采用不同的方式去获取该电路主管与续流管的占空比。请参见图7，第一获取模块11包括第一获取子模块111，第二获取子模块112和判断模块113，第一获取子模块111用于获取图腾柱无桥功率因数校正电路中电感的电流平均值；第二获取子模块112用于获取临界导通模式下图腾柱无桥功率因数校正电路的第一平均电流；判断模块113用于比较电流平均值与第一平均电流的大小，若电流平均值小于第一平均电流，则工作模式为非连续导通模式或临界导通模式；若电流平均值大于第一平均电流，则工作模式为连续导通模式。
具体的，电感的电流平均值I1可直接通过检测获取到，第一平均电流I2可根据当前输入条件下的输入电压和输出电压计算得出，其具体计算方式为：
Figure BDA0000941062340000111
其中T为开关周期，L为输入电感；
若I1<I2，则说明该图腾柱无桥功率因数校正电路的工作模式为非连续导通模式或临界导通模式；
若I1>I2,则说明该图腾柱无桥功率因数校正电路的工作模式为连续导通模式。
具体的，请参见图8，第二获取模块12包括第三获取子模块121和第四获取子模块122，第三获取子模块121用于当工作模式为连续导通模式时，获取第一占空比为主管的主环路占空比，第二占空比与所述第一占空比互补，即若第一占空比为X，第二占空比为1-X；第四获取子模块122用于当工作模式为非连续导通模式或临界模式时，获取第一占空比为主环路占空比，第二占空比为所述续流管的实际导通占空比。
请参见图9，第二获取模块还包括实际导通占空比获取模块123，实际导通占空比获取模块123用于当第二占空比为所述实际导通占空比时，采样所述图腾柱无桥功率因数校正电路的输入电压和输出电压；获取所述主环路占空比与预设调整系数；由所述输入电压，所述输出电压以及所述主环路占空比，根据伏秒平衡和所述预设调整系数，计算得出所述实际导通占空比。
具体的，图腾柱无桥功率因数校正电路的输入电压和输出电压都可直接采样获取得到，主环路占空比可由环路运算直接得到，根据输入电压，输出电压及主环路占空比，可根据伏秒平衡，推算出电感电流下降到零前，续流管的理论占空比，续流管的理论占空比D1的计算方式具体为：
Figure BDA0000941062340000121
续流管的实际占空比为续流管的理论占空比与预设调整系数的乘积，具体的续流管的实际占空比D2的计算方式为：
D2＝K×D1
预设调整系数K的取值范围优选的为0.85～0.9，确保在电感电流下降到零之前关闭续流管，但又不过早的关闭续流管，影响整个电路的效率。
控制模块根据第一占空比与第二占空比控制主管与续流管的开通状态，具体的，请参见图10，控制模块13包括第一控制子模块131和第二控制子模块132，第一控制子模块131用于根据第一占空比得到开关周期内主管的第一导通阈值，自主管开通时开始计时，当计时值等于第一导通阈值时，关闭主管；第二控制子模块132用于根据第二占空比得到开关周期内续流管的第二导通阈值，自续流管开通时开始计时，当计时值等于第二导通阈值时，关闭续流管。
本实施例提供的图腾柱无桥功率因数校正电路控制方法，根据获取到的主管第一占空比和续流管的第二占空比后控制主管与续流管的工作状态的过程中，还包括设置一预设时间，当主管的关闭时间到达该预设时间时，再开通续流管，避免主管与续流管同时处于开通状态，造成电路短路。
实施例三：
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合图1，以输入L为正，N为负，即Q2为主管，Q1为续流管对本发明针对的DCM，CRM，CCM模式具体实施方式作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部份实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
若图腾柱无桥功率因数校正电路处于DCM或CRM模式，DCM模式和CRM模式时，本发明专利提供的控制方法相同，但此两种模式下的图腾柱无桥功率因数校正电路在硬件上有一定差别，其具体工作流程图如图11所示。
步骤101，检测输入电压、输出电压；
步骤102，读取主管Q2的占空比D(由环路运算得出)；
步骤103，根据伏秒平衡，推算出电感电流下降到零时，续流管Q1的理论占空比D_1；
Vin×D＝(Vo-Vin)×D1
Figure BDA0000941062340000141
步骤104，为保证在电感电流下降到零之前关闭续流管，续流管Q1实际的导通占空比：
D2＝K×D1
步骤105，配置输出，配置主管的占空比为D,续流管的占空比为D2，同时设置一定时区td。
定时区td用于设置一预设时间，当主管的关闭时间到达该预设时间时，再开通续流管，避免主管与续流管同时处于开通状态，造成电路短路。
DCM模式下主管与续流管的控制时序及电感电流如图12所示，CRM模式下主管与续流管的控制时序及电感电流如图13所示。
若图腾柱无桥功率因数校正电路处于CCM模式，当输入低，输出载较重时，电感电流一般不会下降到零，因此无法仅通过伏秒平衡，判断电路的工作模式，其与电感量，开关周期起始处电流相关，如要进行精准的判断，相当困难，也非必要。采用本实施例中提供的图腾柱无桥功率因数校正电路控制方法时，其具体工作流程图如图14所示。
步骤201，检测输入电压、输出电压、电感的电流平均值I1；
步骤202，根据当前输入电压下，输出电压，计算临界模式下的平均电流I2，
Figure BDA0000941062340000142
其中T为开关周期，L为输入电感；
步骤203，比较I1与I2大小，判定电路是工作在CCM模式还是CRM或DCM模式；若为CCM模式，则跳转到步骤204，若为CRM或DCM模式，则跳转到步骤205；
具体的，若I1>I2,则说明电路工作在CCM模式，若I1<I2，则说明电路工作在CRM或DCM模式。
步骤204，如电路工作在CCM模式，配置主管与续流管工作于互补状态，即主管Q1占空比D,续流管Q2占空比为1-D，并设置一定时区td。
具体的，定时区td用于设置一预设时间，当主管的关闭时间到达该预设时间时，再开通续流管，避免主管与续流管同时处于开通状态，造成电路短路。
步骤205，如电路进入DCM或CRM模式，读取主管Q2的占空比D(由环路运算得出)；
步骤206，根据伏秒平衡，推算出电感电流下降到零时，续流管Q1的理论占空比D1；
Vin×D＝(Vo-Vin)×D1
Figure BDA0000941062340000151
步骤207，为保证在电感电流下降到零之前关闭续流管，续流管Q1实际的导通占空比D2＝K×D1；
步骤208，配置输出，配置主管的占空比为D,续流管占空比D2，同时设置一定时区td。
具体的，定时区td用于设置一预设时间，当主管的关闭时间到达该预设时间时，再开通续流管，避免主管与续流管同时处于开通状态，造成电路短路。
CCM模式下，主管与续流管的控制时序及电感电流如图15所示。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储介质(ROM/RAM、磁碟、光盘)中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。所以，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种图腾柱无桥功率因数校正电路控制方法，其特征在于，包括：
获取图腾柱无桥功率因数校正电路的工作模式；所述获取图腾柱无桥功率因数校正电路的工作模式包括：获取所述图腾柱无桥功率因数校正电路中电感的电流平均值；获取临界导通模式下所述图腾柱无桥功率因数校正电路的第一平均电流；比较所述电流平均值与所述第一平均电流的大小，若所述电流平均值小于所述第一平均电流，则所述工作模式为非连续导通模式或临界导通模式；若所述电流平均值大于所述第一平均电流，则所述工作模式为连续导通模式；
获取所述工作模式下所述图腾柱无桥功率因数校正电路中主管对应的第一占空比以及续流管对应的第二占空比；
根据所述第一占空比与所述第二占空比控制所述主管与所述续流管的工作状态。
2.如权利要求1所述的图腾柱无桥功率因数校正电路控制方法，其特征在于，所述获取所述工作模式下所述图腾柱无桥功率因数校正电路中主管对应的第一占空比以及所述图腾柱无桥功率因数校正电路中续流管对应的第二占空比，包括：
若所述工作模式为连续导通模式，则所述第一占空比为所述主管的主环路占空比，所述第二占空比与所述第一占空比互补；
若所述工作模式为非连续导通模式或临界导通模式，则所述第一占空比为所述主环路占空比，所述第二占空比为所述续流管的实际导通占空比。
3.如权利要求2所述的图腾柱无桥功率因数校正电路控制方法，其特征在于，当所述第二占空比为所述实际导通占空比时，获取所述实际导通占空比的过程包括：
采样所述图腾柱无桥功率因数校正电路的输入电压和输出电压；
获取所述主环路占空比与预设调整系数；
由所述输入电压，所述输出电压以及所述主环路占空比，根据伏秒平衡和所述预设调整系数，计算得出所述实际导通占空比。
4.如权利要求3所述的图腾柱无桥功率因数校正电路控制方法，其特征在于，所述预设调整系数的取值范围为0.85～0.9。
5.如权利要求1-4任一项所述的图腾柱无桥功率因数校正电路控制方法，其特征在于，所述根据所述第一占空比与所述第二占空比控制所述主管与所述续流管的工作状态，包括：
根据所述第一占空比得到开关周期内所述主管的第一导通阈值，自所述主管开通时开始计时，当计时值等于所述第一导通阈值时，关闭所述主管；
根据所述第二占空比得到开关周期内所述续流管的第二导通阈值，自所述续流管开通时开始计时，当计时值等于所述第二导通阈值时，关闭所述续流管。
6.一种图腾柱无桥功率因数校正电路控制装置，其特征在于，包括：
第一获取模块，所述第一获取模块用于获取所述图腾柱无桥功率因数校正电路的工作模式；所述第一获取模块包括第一获取子模块，第二获取子模块和判断模块，所述第一获取子模块用于获取所述图腾柱无桥功率因数校正电路中电感的电流平均值；所述第二获取子模块用于获取临界导通模式下所述图腾柱无桥功率因数校正电路的第一平均电流；所述判断模块用于比较所述电流平均值与所述第一平均电流的大小，若所述电流平均值小于所述第一平均电流，则所述工作模式为非连续导通模式或临界导通模式；若所述电流平均值大于所述第一平均电流，则所述工作模式为连续导通模式；
第二获取模块，所述第二获取模块用于获取所述工作模式下所述图腾柱无桥功率因数校正电路中主管对应的第一占空比以及所述图腾柱无桥功率因数校正电路中续流管对应的第二占空比；
控制模块，所述控制模块用于根据所述第一占空比与所述第二占空比控制所述主管与所述续流管的工作状态。
7.如权利要求6所述的图腾柱无桥功率因数校正电路控制装置，其特征在于，所述第二获取模块包括第三获取子模块和第四获取子模块，
所述第三获取子模块用于当所述工作模式为连续导通模式时，获取所述第一占空比为所述主管的主环路占空比，所述第二占空比与所述第一占空比互补；
所述第四获取子模块用于当所述工作模式为非连续导通模式或临界模式时，获取所述第一占空比为所述主环路占空比，所述第二占空比为所述续流管的实际导通占空比。
8.如权利要求7所述的图腾柱无桥功率因数校正电路控制装置，其特征在于，所述第二获取模块还包括实际导通比获取模块，所述实际导通占空比获取模块用于当所述第二占空比为所述实际导通占空比时，采样所述图腾柱无桥功率因数校正电路的输入电压和输出电压；获取所述主环路占空比与预设调整系数；由所述输入电压，所述输出电压以及所述主环路占空比，根据伏秒平衡和所述预设调整系数，计算得出所述实际导通占空比。
9.如权利要求6-8任一项所述的图腾柱无桥功率因数校正电路控制装置，其特征在于，所述控制模块包括第一控制子模块和第二控制子模块，
所述第一控制子模块用于根据所述第一占空比得到开关周期内所述主管的第一导通阈值，自所述主管开通时开始计时，当计时值等于所述第一导通阈值时，关闭所述主管；
所述第二控制子模块用于根据所述第二占空比得到开关周期内所述续流管的第二导通阈值，自所述续流管开通时开始计时，当计时值等于所述第二导通阈值时，关闭所述续流管。
CN201610144079.4A 2016-03-14 2016-03-14 一种图腾柱无桥功率因数校正电路控制方法及装置 Active CN107196499B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610144079.4A CN107196499B (zh) 2016-03-14 2016-03-14 一种图腾柱无桥功率因数校正电路控制方法及装置
PCT/CN2017/076338 WO2017157250A1 (zh) 2016-03-14 2017-03-10 一种图腾柱无桥功率因数校正电路控制方法及装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610144079.4A CN107196499B (zh) 2016-03-14 2016-03-14 一种图腾柱无桥功率因数校正电路控制方法及装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107196499A CN107196499A (zh) 2017-09-22
CN107196499B true CN107196499B (zh) 2021-02-19

Family

ID=59850747

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610144079.4A Active CN107196499B (zh) 2016-03-14 2016-03-14 一种图腾柱无桥功率因数校正电路控制方法及装置

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN107196499B (zh)
WO (1) WO2017157250A1 (zh)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107994789A (zh) * 2017-11-24 2018-05-04 浙江大学 一种基于无桥pfc和llc谐振的隔离型集成式ac-dc变换器
WO2019128033A1 (zh) * 2017-12-29 2019-07-04 沃尔缇夫能源系统公司 功率因数校正电路的控制方法以及装置
CN109995230A (zh) 2017-12-29 2019-07-09 沃尔缇夫能源系统公司 功率因数校正pfc电路的控制方法、装置、设备及介质
WO2019129311A1 (zh) * 2017-12-29 2019-07-04 沃尔缇夫能源系统公司 功率因数校正pfc电路的控制方法、装置、设备及介质
CN108365738B (zh) * 2018-03-14 2024-03-22 杰华特微电子股份有限公司 一种开关电路的控制方法、控制电路及开关电源电路
TWI662774B (zh) * 2018-03-21 2019-06-11 群光電能科技股份有限公司 無橋交錯式功率因數修正器及其控制方法
CN109217652A (zh) * 2018-10-29 2019-01-15 深圳市高斯宝电气技术有限公司 一种无桥功率因数校正电路的控制方法
TWI678607B (zh) 2019-04-10 2019-12-01 群光電能科技股份有限公司 圖騰柱無橋功率因數轉換裝置及其操作方法
CN111969842B (zh) * 2019-05-20 2024-02-23 维谛公司 一种pfc电路的控制方法及装置
TWI697183B (zh) * 2019-10-25 2020-06-21 國立臺灣科技大學 圖騰柱無橋式功率因數校正器及功率因數校正方法
CN113452271B (zh) 2020-03-25 2022-09-06 台达电子企业管理（上海）有限公司 一种电源控制方法
CN113972826B (zh) * 2020-07-22 2023-09-19 广东美的制冷设备有限公司 图腾柱pfc电路及其控制方法、线路板、空调器、存储介质
CN113972821A (zh) * 2020-07-22 2022-01-25 广东美的制冷设备有限公司 图腾柱功率因素校正电路、控制方法、线路板及空调器
CN112803746B (zh) * 2020-12-31 2022-04-12 台达电子企业管理（上海）有限公司 图腾柱型pfc电路
CN112803745B (zh) * 2020-12-31 2022-05-27 广东美的制冷设备有限公司 一种电流控制方法、装置及存储介质
CN114285261B (zh) * 2021-12-29 2023-10-31 阳光电源股份有限公司 车载充电器、pfc电路的电流畸变抑制方法
CN115021550B (zh) * 2022-07-14 2024-06-04 宁波奥克斯电气股份有限公司 一种图腾柱过零软启动控制方法和电路
CN115498905B (zh) * 2022-09-20 2023-06-23 杭州蔚斯博系统科技有限公司 变换器控制方法，装置及包括其的移动式储能电源

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI316166B (en) * 2006-05-30 2009-10-21 Delta Electronics Inc Bridgeless pfc converter with low common-mode noise and high power density
CN101860189B (zh) * 2009-04-13 2013-05-08 台达能源技术（上海）有限公司 用于临界连续电流模式的无桥功率因数校正电路及其方法
CN101707441B (zh) * 2009-11-26 2012-06-06 华为技术有限公司 图腾柱无桥电路系统及电流采样装置
JP2012019637A (ja) * 2010-07-08 2012-01-26 Fujitsu Ltd 分圧力率改善回路、分圧力率改善装置および分圧力率改善方法
CN102457174A (zh) * 2010-10-26 2012-05-16 中兴通讯股份有限公司 一种功率因数校正电路及控制方法
CN102130581B (zh) * 2011-03-30 2013-04-24 浙江工业大学 基于非线性平均电流控制的boost pfc电路
US9431896B2 (en) * 2013-12-19 2016-08-30 Texas Instruments Incorporated Apparatus and method for zero voltage switching in bridgeless totem pole power factor correction converter
CN105356739B (zh) * 2014-08-21 2018-06-26 维谛技术有限公司 一种图腾无桥pfc电路的控制方法、装置和整流电路
CN104852567A (zh) * 2015-05-20 2015-08-19 常州信息职业技术学院 一种软开关图腾柱无桥功率因素校正电路

Also Published As

Publication number Publication date
WO2017157250A1 (zh) 2017-09-21
CN107196499A (zh) 2017-09-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107196499B (zh) 一种图腾柱无桥功率因数校正电路控制方法及装置
US10439501B2 (en) Resonant power converter and frequency tracking method for resonant power converter
US10224825B2 (en) Primary side feedback control for a resonant converter with a transformer model
EP3084945B1 (en) Apparatus and method for zero voltage switching
CN205160392U (zh) 用于控制功率电路的功率晶体管/驱动器的设备以及用于功率变换的系统
US10615698B2 (en) Resonant power converter and control method thereof
Wei et al. Synchronous rectification for LLC resonant converter: An overview
CN108054918B (zh) 一种四管buck-boost电路的控制方法、控制电路及系统
WO2019129270A1 (zh) 一种提高同步整流原边反馈反激式电源动态性能的方法
CN102916593B (zh) 功率转换器电路
CN103716965B (zh) Led驱动装置及其控制电路和输出电流检测电路
US20170310210A1 (en) Controller for multiphase boost converters
CN104682745A (zh) 一种隔离式电压变换电路、控制电路及其控制方法
CN103580513A (zh) 电源控制器、电源供应器以及相关的控制方法
CN104242643B (zh) 一种同步整流buck变换器的驱动方法及驱动系统
CN106059294B (zh) 一种开关电源及变换方法
US10097109B1 (en) Three-level voltage bus apparatus and method
Jang et al. A novel active-current-sharing method for interleaved resonant converters
US20100284203A1 (en) Control mode for zvs converter at resonant operating frequencies
CN203734885U (zh) Led驱动装置及其控制电路和输出电流检测电路
CN110994986A (zh) 一种电源控制方法
US11616446B1 (en) Power supply having a resonant topology, method of operating a power supply having a resonant topology and apparatus
CN109661635A (zh) 在维持输入功率因数的同时优化升压预转换器的效率
Tian et al. Research of the adaptive control on modulation factor for PSR fly‐back PSM converter
US20230067735A1 (en) Control circuit and switching power supply thereof

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant