CN108667283A - 一种用于降低thd的控制方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于降低THD的控制方法和系统,该方法包括:获取功率变换器的开关管一开关周期内的第一导通时间区间的第一平均电感电流和该开关周期内的剩余时间区间的第二平均电感电流;判断第一平均电感电流是否大于第二平均电感电流;若是,则增加第二导通时间区间的长度,其中,第二导通时间区间和第一导通时间区间连续;若否,则减少第二导通时间区间的长度。通过比较开关管恒定导通时间区间的第一平均电感电流和剩余时间区间的第二平均电感电流,来适应性地增减开关管的补偿导通时间,使得该恒定导通时间区间和剩余时间区间内的平均电感电流值保持一致,使得整个开关周期内的电流平均值为跟随AC输入的函数,从而得到理想的THD。

Description

一种用于降低THD的控制方法及系统
技术领域
本发明涉及电力电子领域,特别是涉及一种用于降低THD的控制方法及系统。
背景技术
近年来,随着电力电子技术的发展,其对THD(谐波失真)的要求越来越高。THD对电力设备具有很大的影响。
为了降低THD,目前通常采用纯粹的Constant on time控制方式。Constant ontime控制方式即在一个工频周期内的on time(导通时间)是固定的,但是这种方式下,为了减少MOS开关损耗,防止开关频率太低,会使MOS开关谷底开通,并限制频率。这样,CCB电容放电不完全,ILON在ton期间(导通期间)是正弦波形,但是ILOFF在toff期间的波形却是畸变的,因此得到的波形也不是关于AC输入的同频正弦,难以得到理想的THD。如图1至图3所示,图1为MOS开关的控制电路图,图2为Constant on time控制原理示意图,图3为相应的波形图。可以得出在Ton期间的电流平均值:在Toff期间如果没有后面那段震荡,电流平均值也等于但是因为后续震荡,会导致平均值比这个小;所以ton加toff的电流不是关于VAC(t)的函数。
因此,如何得到理想的THD,以减少其对电力设备的影响,是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于降低THD的控制方法及系统,可以得到理想的THD,以减少其对电力设备的影响。
为解决上述技术问题,本发明提供了如下技术方案:
一种用于降低THD的控制方法,包括:
获取功率变换器的开关管一开关周期内的第一导通时间区间的第一平均电感电流和该开关周期内的剩余时间区间的第二平均电感电流;
判断所述第一平均电感电流是否大于所述第二平均电感电流;
若是,则增加第二导通时间区间的长度,其中,所述第二导通时间区间和所述第一导通时间区间连续;
若否,则减少所述第二导通时间区间的长度。
优选地,所述获取功率变换器的开关管一开关周期内的第一导通时间区间的第一平均电感电流和该开关周期内的剩余时间区间的第二平均电感电流,包括:
采样所述第一导通时间区间的第一电感电流、所述第二导通时间区间的第二电感电流和该开关周期内的关断时间区间的第三电感电流;
根据所述第一电感电流,计算所述第一导通时间区间的电流平均值,该电流平均值为所述第一平均电感电流;
根据所述第二电感电流和所述第三电感电流,计算所述第二导通时间区间和所述关断时间区间的电流平均值,该电流平均值为所述第二平均电感电流。
一种用于降低THD的控制系统,包括:
采样模块,用于获取功率变换器的开关管一开关周期内的第一导通时间区间的第一平均电感电流和该开关周期内的剩余时间区间的第二平均电感电流;
调节模块,用于判断所述第一平均电感电流是否大于所述第二平均电感电流,并在判定所述第一平均电感电流大于所述第二平均电感电流时增加第二导通时间区间的长度,在判定所述第一平均电感电流小于所述第二平均电感电流时减少所述第二导通时间区间的长度,其中,所述第二导通时间区间和所述第一导通时间区间连续。
优选地,所述调节模块包括:恒时控制电路和导通补偿控制电路,所述恒时控制电路用于控制所述功率变换器的开关管在一开关周期内的第一导通时间区间的恒时导通;所述导通补偿控制电路用于根据所述采样模块获取的所述第一平均电感电流和所述第二平均电感电流,适应性地调节所述第二导通时间区间的长度。
优选地,所述恒时控制电路包括:第一放大器、第一电容器、第一恒流源、第二电容器、第一比较器和第一开关;其中,所述第一放大器的同相输入端和所述整流电路的电感的末端连接,所述第一放大器的反相输入端和参考电压源连接,所述第一电容器的第一端和所述第一放大器的输出端连接,所述第一电容器的第二端接地,所述第一放大器的输出端和所述第一比较器的同相输入端连接,所述第一恒流源和所述第二电容器以及所述第一开关并联,且所述第一恒流源的输出端和所述第一比较器的反相输入端连接,所述第一比较器的输出端和所述导通补偿控制电路连接。
优选地,所述导通补偿控制电路包括:第二放大器、第三电容器、第二比较器、第二恒流源、第四电容器、第二开关;其中,所述第二放大器的同相输入端和所述采样模块的第一平均电感电流输出端连接,所述第二放大器的反相输入端和所述采样模块的第二平均电感电流输出端连接,所述第二放大器的输出端分别和所述第三电容器的第一端、所述第二比较器的反相输入端连接,所述第三电容器的第二端接地,所述第二开关的第一端和所述第一比较器的输出端连接,所述第二开关和所述第二恒流源、所述第四电容器并联,所述第二开关和所述第二比较器的同相输入端连接,所述第二比较器的输出端和SR触发器的输入端连接。
优选地,所述采样模块包括:
第一采样电路,用于采样所述开关周期内所述第一导通时间区间的第一电感电流;
第二采样电路,用于采样所述开关周期内所述第二导通时间区间的第二电感电流;
第三采样电路,用于采样所述开关周期内的关断时间区间的第三电感电流。
优选地,所述恒时控制电路包括:第一放大器、第一电容器、第一恒流源、第二电容器、第一比较器和第一开关;其中,所述第一放大器的同相输入端和所述整流电路的电感的末端连接,所述第一放大器的反相输入端和参考电压源连接,所述第一电容器的第一端和所述第一放大器的输出端连接,所述第一电容器的第二端接地,所述第一放大器的输出端和所述第一比较器的反相输入端连接,所述第一恒流源和所述第二电容器以及所述第一开关并联,且所述第一恒流源的输出端和所述第一比较器的同相输入端连接,所述第一比较器的输出端和所述导通补偿控制电路连接。
优选地,所述导通补偿控制电路包括:第二放大器、第三电容器、第二比较器、第二恒流源、第四电容器、第二开关;其中,所述第二放大器的同相输入端和所述采样模块的第二平均电感电流输出端连接,所述第二放大器的反相输入端和所述采样模块的第一平均电感电流输出端连接,所述第二放大器的输出端分别和所述第三电容器的第一端、所述第二比较器的反相输入端连接,所述第三电容器的第二端接地,所述第二开关的第一端和所述第一比较器的输出端连接,所述第二开关和所述第二恒流源、所述第四电容器并联,所述第二开关和所述第二比较器的同相输入端连接,所述第二比较器的输出端和SR触发器的输入端连接。
优选地,所述采样模块包括:
第四采样电路,用于采样所述开关周期内所述第一导通时间区间对应的第一平均电感电流;
第五采样电路,用于采样所述开关周期内的第二导通时间区间和关断时间区间对应的第二平均电感电流。
与现有技术相比,上述技术方案具有以下优点:
本发明实施例所提供的一种用于降低THD的控制方法,包括:获取功率变换器的开关管一开关周期内的第一导通时间区间的第一平均电感电流和该开关周期内的剩余时间区间的第二平均电感电流;判断第一平均电感电流是否大于第二平均电感电流;若是,则增加第二导通时间区间的长度,其中,第二导通时间区间和第一导通时间区间连续;若否,则减少第二导通时间区间的长度。在本技术方案中,通过比较开关管恒定导通时间区间的第一平均电感电流和剩余时间区间的第二平均电感电流,来适应性地增减开关管的补偿导通时间,从而使得该恒定导通时间区间和剩余时间区间内的平均电感电流值保持一致,使得整个开关周期内的电流平均值为跟随AC输入的函数,从而得到理想的THD。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有功率变换器中MOS开关管的控制电路图;
图2为现有功率变换器的Constant on time控制原理示意图;
图3为现有功率变换器的信号波形图;
图4为本发明一种具体实施方式所提供的用于降低THD的控制方法流程图;
图5为本发明一种具体实施方式所提供的用于降低THD的控制系统结构示意图;
图6为本发明一种具体实施方式所提供的用于降低THD的控制系统的电路结构示意图;
图7为本发明一种具体实施方式所提供的降低THD的控制系统的波形示意图;
图8为本发明另一种具体实施方式所提供的用于降低THD的控制系统的电路结构示意图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种用于降低THD的控制方法及系统,可以得到理想的THD,以减少其对电力设备的影响。
为了使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广。因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
请参考图4,图4为本发明一种具体实施方式所提供的用于降低THD的控制方法流程图。
本发明的一种具体实施方式提供了一种用于降低THD的控制方法,包括:
S11:获取功率变换器的开关管一开关周期内的第一导通时间区间的第一平均电感电流和该开关周期内的剩余时间区间的第二平均电感电流。
在本实施方式中,获取功率变换器的开关管一开关周期内的第一导通时间区间的第一平均电感电流和该开关周期内的剩余时间区间的第二平均电感电流,包括:
采样第一导通时间区间的第一电感电流、第二导通时间区间的第二电感电流和该开关周期内的关断时间区间的第三电感电流;
根据第一电感电流,计算第一导通时间区间的电流平均值,该电流平均值为第一平均电感电流;
根据第二电感电流和第三电感电流,计算第二导通时间区间和关断时间区间的电流平均值,该电流平均值为第二平均电感电流。
S12:判断第一平均电感电流是否大于第二平均电感电流。
S13:若是,则增加第二导通时间区间的长度,其中,第二导通时间区间和第一导通时间区间连续。
S14:若否,则减少第二导通时间区间的长度。
通过比较开关管恒定导通时间区间的第一平均电感电流和剩余时间区间的第二平均电感电流,来适应性地增减开关管的补偿导通时间,从而使得该恒定导通时间区间和剩余时间区间内的平均电感电流值保持一致,使得整个开关周期内的电流平均值为跟随AC输入的函数,从而得到理想的THD。
请参考图5,图5为本发明一种具体实施方式所提供的用于降低THD的控制系统结构示意图。
相应地,本发明一种实施方式提供了一种用于降低THD的控制系统,包括:采样模块21,用于获取一开关周期内功率变换器的开关管的第一导通时间区间的第一平均电感电流和该开关周期内的剩余时间区间的第二平均电感电流;调节模块22,用于判断第一平均电感电流是否大于第二平均电感电流,并在判定第一平均电感电流大于第二平均电感电流时增加第二导通时间区间的长度,在判定第一平均电感电流小于第二平均电感电流时减少第二导通时间区间的长度,其中,第二导通时间区间和第一导通时间区间连续。
通过采样模块来获取功率变换器的开关管恒定导通时间区间对应的第一平均电感电流和剩余时间区间对应的第二平均电感电流。进而比较该第一平均电感电流和该的第二平均电感电流,来适应性地增减开关管的补偿导通时间,从而使得该恒定导通时间区间和剩余时间区间内的平均电感电流值保持一致,使得整个开关周期内的电流平均值为跟随AC输入的函数,从而得到理想的THD。
进一步地,在本实施方式中,调节模块22包括:恒时控制电路221和导通补偿控制电路222,恒时控制电路221用于控制功率变换器的开关管在一开关周期内的第一导通时间区间的恒时导通;导通补偿控制电路222用于根据采样模块21获取的第一平均电感电流和第二平均电感电流,适应性地调节第二导通时间区间的长度。所谓适应性地调节第二导通时间区间的长度即当判定第一平均电感电流大于第二平均电感电流时增加第二导通时间区间的长度,在判定第一平均电感电流小于第二平均电感电流时减少第二导通时间区间的长度。
优选地,恒时控制电路221的输入端和整流电路的输出端连接,恒时控制电路221的输出端和导通补偿控制电路222的第一输入端连接,采样模块21的输出端和导通补偿控制电路222的第二输入端连接,导通补偿控制电路222的输出端和SR触发器的输入端连接,SR触发器的输出端和开关管连接。
在本实施方式中,在采用Constant on time控制方式的基础上,增设了导通补偿控制方式。即采用上述:恒时控制电路和导通补偿控制电路结合的方式来实现降低THD。
请参考图6和图7,图6为本发明一种具体实施方式所提供的用于降低THD的控制系统的电路结构示意图;图7为本发明一种具体实施方式所提供的降低THD的控制系统的波形示意图。
在本发明的一种实施方式中,恒时控制电路221包括:第一放大器1、第一电容器2、第一恒流源3、第二电容器4、第一比较器5和第一开关6;其中,第一放大器1的同相输入端和整流电路的电感30的末端连接,第一放大器1的反相输入端和参考电压源ref连接,第一电容器2的第一端和第一放大器1的输出端连接,第一电容器2的第二端接地,第一放大器1的输出端和第一比较器5的同相输入端连接,第一恒流源3和第二电容器4以及第一开关6并联,且第一恒流源3的输出端和第一比较器5的反相输入端连接,第一比较器5的输出端和导通补偿控制电路222连接。
导通补偿控制222电路包括:第二放大器7、第三电容器8、第二比较器9、第二恒流源10、第四电容器11、第二开关12;其中,第二放大器7的同相输入端和采样模块21的第一平均电感电流输出端连接,第二放大器7的反相输入端和采样模块21的第二平均电感电流输出端连接,第二放大器7的输出端分别和第三电容器8的第一端、第二比较器9的反相输入端连接,第三电容器8的第二端接地,第二开关12的第一端和第一比较器5的输出端连接,第二开关12和第二恒流源10、第四电容器11并联,第二开关12和第二比较器9的同相输入端连接,第二比较器9的输出端和SR触发器的输入端连接。
进一步地,采样模块21包括:第一采样电路,用于采样开关周期内第一导通时间区间的第一电感电流;第二采样电路,用于采样开关周期内第二导通时间区间的第二电感电流;第三采样电路,用于采样开关周期内的关断时间区间的第三电感电流。
其中,如图6所示,本实施方式中,设有两个采样电阻,其中,第一采样电阻211第一端和开关管的输出端连接,第一采样电阻211的第二端接地;第二采样电阻212第二端接地,第二采样电阻212的第一端和第五电容器213第二端连接,第五电容器213的第一端和上述整流电路的电感输出端连接,且整流电路的电感和第五电容器213之间还设有一二极管,该二极管的负极和该第五电容器213连接。
其中,第一采样电路包括COT_ton控制开关214即恒时控制开关、第一电阻215和第六电容器216,COT_ton控制开关214第一端和第一采样电阻211的第一端连接,COT_ton控制开关214的第二端和第一电阻215的第一端连接,第一电阻215的第二端和第六电容器216的第一端连接,第六电容器216的第二端接地,第一电阻215的第二端和第二放大器7的同相输入端连接。第二采样电路包括Deta_ton控制开关217即补偿控制开关、第二电阻218和第七电容器219,Deta_ton控制开关217第一端和第一采样电阻211的第一端连接,Deta_ton控制开关217的第二端和第二电阻218的第一端连接,第二电阻218的第二端和第七电容器219的第一端连接,第七电容器219的第二端接地,第二电阻218的第二端和第二放大器7的反相输入端连接。第三采样电路包括上述的第二电阻218和第七电容器219,还包括关断控制开关2110,该关断控制开关2110的第一端和第二采样电阻212的第一端连接,该关断控制开关2110的第二端和第二电阻218的第一端连接。如图6所示,第五电容器213的第一端和第一分压电阻11第一端连接,第一分压电阻11第二端和第二分压电阻12第一端连接,第二分压电阻12第二端接地,第一放大器1的同相输入端即和第一分压电阻11的第二端连接。
根据图7所示的各信号的波形图可知上述系统的工作过程。
其中,补偿信号Vcomp基本不变,即第一放大器输出信号基本不变,则第一比较器反相端的斜坡信号上升到补偿信号的时间也是定的,故V1基本恒定,即第一比较器输出信号基本恒定。
第二放大器为跨导放大器,当X21大于X11时,即第一平均电感电流比第二平均电感电流更大,需要增加Deta_ton,即增加第二导通时间区间,此时第二放大器的输出电压会变大,导致第二比较器的反相端的斜坡信号上升的时间变长,第二比较器输出端的低电平时间变长,即相当于延长了Date-ton,即延长了第二导通时间区间。
其中,V1表征COT_ton信息,用V1控制第二斜坡电路(A3同相端输入)是为了在第一导通时间区间的时间之后,生成一段Deta_ton(第二导通时间区间),A3输出的是最终的开关复位信号。从而实现了第二导通时间区间和第一导通时间区间的连续。
请参考图8,图8为本发明另一种具体实施方式所提供的用于降低THD的控制系统的电路结构示意图。
在本实施方式中,恒时控制电路包括:第一放大器、第一电容器、第一恒流源、第二电容器、第一比较器和第一开关;其中,第一放大器的同相输入端和整流电路的电感的末端连接,第一放大器的反相输入端和参考电压源连接,第一电容器的第一端和第一放大器的输出端连接,第一电容器的第二端接地,第一放大器的输出端和第一比较器的反相输入端连接,第一恒流源和第二电容器以及第一开关并联,且第一恒流源的输出端和第一比较器的同相输入端连接,第一比较器的输出端和导通补偿控制电路连接。
导通补偿控制电路包括:第二放大器、第三电容器、第二比较器、第二恒流源、第四电容器、第二开关;其中,第二放大器的同相输入端和采样模块的第二平均电感电流输出端连接,第二放大器的反相输入端和采样模块的第一平均电感电流输出端连接,第二放大器的输出端分别和第三电容器的第一端、第二比较器的反相输入端连接,第三电容器的第二端接地,第二开关的第一端和第一比较器的输出端连接,第二开关和第二恒流源、第四电容器并联,第二开关和第二比较器的同相输入端连接,第二比较器的输出端和SR触发器的输入端连接。
采样模块包括:第四采样电路,用于采样开关周期内第一导通时间区间对应的第一平均电感电流;第五采样电路,用于采样开关周期内的第二导通时间区间和关断时间区间对应的第二平均电感电流。
本实施方式与上述实施方式的不同之处在于,本实施方式采样的是负端电压,即只设置了一采样电阻,为与上述实施方式中采样电阻进行区分,定义该采样电阻为第三采样电阻。该第三采样电阻的第一端和开关管的输出端连接,而第五电容213的第二端和该第三采样电阻第一端连接。第四采样电路中的COT_ton控制开关214、第一电阻215和第六电容器216和上述实施方式中第一采样电路中的连接方式相似,只是第一电阻215的第二端连接的是第二放大电路的反相输入端,COT_ton控制开关214第一端和第三采样电阻的第二端连接。而且,在本实施方式中,第五采样电路采样开关周期内的第二导通时间区间和关断时间区间对应的第二平均电感电流,即第五采样电路包括一Deta_ton+toff控制开关,该Deta_ton+toff控制开关第一端和第三采样电阻的第二端连接,Deta_ton+toff控制开关第二端和第二电阻218第一端连接,第二电阻218的第二端和第七电容器219的第一端连接,第二电阻218的第二端改为和第二放大器的同相输入端连接。
此外,该实施方式中第一比较器的同相输入端和反相输入端的输入信号和上述实施方式中第一比较器的同相输入端和反相输入端的输入信号相反。
综上所述,通过本发明上述各实施方式所提供的用于降低THD的控制方法及系统,以及相应的具体电路,通过比较开关管恒定导通时间区间的第一平均电感电流和剩余时间区间的第二平均电感电流,来适应性地增减开关管的补偿导通时间,从而使得该恒定导通时间区间和剩余时间区间内的平均电感电流值保持一致,使得整个开关周期内的电流平均值为跟随AC输入的函数,从而得到理想的THD。
以上对本发明所提供一种用于降低THD的控制方法及系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以对本发明进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于降低THD的控制方法,其特征在于,包括:
获取功率变换器的开关管一开关周期内的第一导通时间区间的第一平均电感电流和该开关周期内的剩余时间区间的第二平均电感电流;
判断所述第一平均电感电流是否大于所述第二平均电感电流;
若是,则增加第二导通时间区间的长度,其中,所述第二导通时间区间和所述第一导通时间区间连续;
若否,则减少所述第二导通时间区间的长度。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述获取功率变换器的开关管一开关周期内的第一导通时间区间的第一平均电感电流和该开关周期内的剩余时间区间的第二平均电感电流,包括:
采样所述第一导通时间区间的第一电感电流、所述第二导通时间区间的第二电感电流和该开关周期内的关断时间区间的第三电感电流;
根据所述第一电感电流,计算所述第一导通时间区间的电流平均值,该电流平均值为所述第一平均电感电流;
根据所述第二电感电流和所述第三电感电流,计算所述第二导通时间区间和所述关断时间区间的电流平均值,该电流平均值为所述第二平均电感电流。
3.一种用于降低THD的控制系统,其特征在于,包括:
采样模块,用于获取功率变换器的开关管一开关周期内的第一导通时间区间的第一平均电感电流和该开关周期内的剩余时间区间的第二平均电感电流;
调节模块,用于判断所述第一平均电感电流是否大于所述第二平均电感电流,并在判定所述第一平均电感电流大于所述第二平均电感电流时增加第二导通时间区间的长度,在判定所述第一平均电感电流小于所述第二平均电感电流时减少所述第二导通时间区间的长度,其中,所述第二导通时间区间和所述第一导通时间区间连续。
4.根据权利要求3所述的系统,其特征在于,所述调节模块包括:恒时控制电路和导通补偿控制电路,所述恒时控制电路用于控制所述功率变换器的开关管在一开关周期内的第一导通时间区间的恒时导通;所述导通补偿控制电路用于根据所述采样模块获取的所述第一平均电感电流和所述第二平均电感电流,适应性地调节所述第二导通时间区间的长度。
5.根据权利要求4所述的系统,其特征在于,所述恒时控制电路包括:第一放大器、第一电容器、第一恒流源、第二电容器、第一比较器和第一开关;其中,所述第一放大器的同相输入端和所述整流电路的电感的末端连接,所述第一放大器的反相输入端和参考电压源连接,所述第一电容器的第一端和所述第一放大器的输出端连接,所述第一电容器的第二端接地,所述第一放大器的输出端和所述第一比较器的同相输入端连接,所述第一恒流源和所述第二电容器以及所述第一开关并联,且所述第一恒流源的输出端和所述第一比较器的反相输入端连接,所述第一比较器的输出端和所述导通补偿控制电路连接。
6.根据权利要求5所述的系统,其特征在于,所述导通补偿控制电路包括:第二放大器、第三电容器、第二比较器、第二恒流源、第四电容器、第二开关;其中,所述第二放大器的同相输入端和所述采样模块的第一平均电感电流输出端连接,所述第二放大器的反相输入端和所述采样模块的第二平均电感电流输出端连接,所述第二放大器的输出端分别和所述第三电容器的第一端、所述第二比较器的反相输入端连接,所述第三电容器的第二端接地,所述第二开关的第一端和所述第一比较器的输出端连接,所述第二开关和所述第二恒流源、所述第四电容器并联,所述第二开关和所述第二比较器的同相输入端连接,所述第二比较器的输出端和SR触发器的输入端连接。
7.根据权利要求6所述的系统,其特征在于,所述采样模块包括:
第一采样电路,用于采样所述开关周期内所述第一导通时间区间的第一电感电流;
第二采样电路,用于采样所述开关周期内所述第二导通时间区间的第二电感电流;
第三采样电路,用于采样所述开关周期内的关断时间区间的第三电感电流。
8.根据权利要求4所述的系统,其特征在于,所述恒时控制电路包括:第一放大器、第一电容器、第一恒流源、第二电容器、第一比较器和第一开关;其中,所述第一放大器的同相输入端和所述整流电路的电感的末端连接,所述第一放大器的反相输入端和参考电压源连接,所述第一电容器的第一端和所述第一放大器的输出端连接,所述第一电容器的第二端接地,所述第一放大器的输出端和所述第一比较器的反相输入端连接,所述第一恒流源和所述第二电容器以及所述第一开关并联,且所述第一恒流源的输出端和所述第一比较器的同相输入端连接,所述第一比较器的输出端和所述导通补偿控制电路连接。
9.根据权利要求8所述的系统,其特征在于,所述导通补偿控制电路包括:第二放大器、第三电容器、第二比较器、第二恒流源、第四电容器、第二开关;其中,所述第二放大器的同相输入端和所述采样模块的第二平均电感电流输出端连接,所述第二放大器的反相输入端和所述采样模块的第一平均电感电流输出端连接,所述第二放大器的输出端分别和所述第三电容器的第一端、所述第二比较器的反相输入端连接,所述第三电容器的第二端接地,所述第二开关的第一端和所述第一比较器的输出端连接,所述第二开关和所述第二恒流源、所述第四电容器并联,所述第二开关和所述第二比较器的同相输入端连接,所述第二比较器的输出端和SR触发器的输入端连接。
10.根据权利要求9所述的系统,其特征在于,所述采样模块包括:
第四采样电路,用于采样所述开关周期内所述第一导通时间区间对应的第一平均电感电流;
第五采样电路,用于采样所述开关周期内的第二导通时间区间和关断时间区间对应的第二平均电感电流。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11695327B2 (en) * 2021-02-25 2023-07-04 Nxp B.V. Power converter control using current reconstruction of power factor correction inductor current

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6075716A (en) 1999-04-06 2000-06-13 Lucent Technologies Inc. Two-stage, three phase boost converter with reduced total harmonic distortion
US6385057B1 (en) 2001-01-31 2002-05-07 Bartronics, Inc. Power conversion system and method of power conversion
US7834643B2 (en) 2008-03-28 2010-11-16 Baker Hughes Incorporated Systems and methods for reducing distortion in a power source using an active harmonics filter
US7863836B2 (en) * 2008-06-09 2011-01-04 Supertex, Inc. Control circuit and method for regulating average inductor current in a switching converter
US8080986B2 (en) * 2009-08-26 2011-12-20 National Taipei University Technology Driving control device and method for power converting system
TWI396956B (zh) * 2009-09-18 2013-05-21 Richtek Technology Corp 平均電流調節器及其驅動電路與平均電流調節方法
EP2330727B1 (en) * 2009-11-30 2017-08-02 Nxp B.V. Method of controlling a PFC stage operating in boundary conduction mode
US8471488B1 (en) 2011-02-28 2013-06-25 Cooper Technologies Company Reducing total harmonic distortion in a power factor corrected flyback switch mode power supply
CN102437727B (zh) 2011-12-26 2013-10-23 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 一种升压型pfc控制器
CN103312198B (zh) * 2012-03-15 2016-03-02 戴乐格半导体公司 用于开关功率变换器的导通时间补偿
WO2014009773A1 (en) 2012-07-11 2014-01-16 Roal Electronics S.P.A. Control circuit for reducing of total harmonic distortion (thd) in the power supply to an electric load
TWI456876B (zh) * 2012-10-04 2014-10-11 Univ Nat Taiwan 用於直流/直流轉換器的控制裝置及其控制方法
US9124169B2 (en) 2013-03-14 2015-09-01 Unico, Inc. Autotransformer system reducing total harmonic distortion
CN103475199B (zh) 2013-09-13 2015-11-25 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 用于反激式开关电源的谐波控制方法及控制电路
US9444323B2 (en) 2014-01-22 2016-09-13 Solidstate Controls, Llc Power conversion system having a harmonic distortion limiter
KR20150117520A (ko) * 2014-04-10 2015-10-20 삼성전자주식회사 발광 다이오드 구동회로, 발광 다이오드 제어 회로 및 발광 다이오드 제어 방법
US9502961B2 (en) * 2014-07-15 2016-11-22 Stmicroelectonics S.R.L. Control circuit implementing a related method for controlling a switching power factor corrector, a PFC and an AC/DC converter
JP2017184404A (ja) * 2016-03-29 2017-10-05 株式会社オートネットワーク技術研究所 電圧変換装置及び電圧変換方法
CN106100373B (zh) * 2016-07-04 2018-09-25 南京航空航天大学 自适应优化thd的高频crm升压型pfc变换器
CN107979278A (zh) * 2016-10-24 2018-05-01 南京理工大学 一种宽负载升压型功率因数校正变换器
CN106487215B (zh) * 2016-11-11 2019-04-09 南京航空航天大学 Crm升压型pfc变换器变化导通时间的优化控制
CN106953508B (zh) * 2017-04-19 2024-03-08 上海晶丰明源半导体股份有限公司 总谐波失真优化电路、方法、驱动控制器及开关电源系统

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