CN110071628A - 交错式pfc电流控制方法、控制电路和变频空调器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了交错式PFC电流控制方法、控制电路和变频空调器，其中交错式PFC电流控制方法包括：采样交错式PFC电路中第一支路电流IL1和第二支路电流IL2，根据两路电流的差值对第一支路电流IL1和第二支路电流IL2进行反馈控制，使两路电流趋于平衡；本发明有效的解决交错式PFC两路电流不平衡的问题，在允许范围内时能自动平衡两路电流，超过允许范围时能及时停机保护，从而降低PFC电路损坏的概率，使PFC控制更加精确，提高了电路可靠性。

Description

交错式PFC电流控制方法、控制电路和变频空调器
技术领域
本发明涉及电源，尤其涉及一种交错式功率因数校正（PFC）电流控制方法、控制电路和变频空调器。
背景技术
交错式PFC是目前常见的一种PFC拓扑，其由两路升压电路并联在直流母线上构成。理想状态下，两路升压电路应流过相等的电流。这种拓扑与传统的单相PFC相比，具有电感体积小，输入电流纹波小，EMC效果好等优点。在实际的工程电路中，流过两路的电流往往不相等，原因有电感感值差异、两路控制占空比不相同、一路电感损坏等，长期运行可能会导致电流大的那一条支路出现损坏。
因此，如何设计一种能自动平衡两路电流大小的控制方法，在两路电流相差过大时，能及时进行停机保护，有效防止了因电流不平衡导致的电路损坏，是业界亟待解决的技术问题。
发明内容
为了解决现有技术中存在的两路电流大小不平衡的问题，本发明提出一种可以自动平衡两路电流的交错式PFC电流控制方法、控制电路和变频空调器。
本发明采用的技术方案是设计一种交错式PFC电流控制方法，该包括：采样交错式PFC电路中第一支路电流IL1和第二支路电流IL2，根据两路电流的差值对第一支路电流IL1和第二支路电流IL2进行反馈控制，使两路电流趋于平衡。
将所述第一支路电流IL1加上所述第二支路电流IL2得到电流合值，若电流合值大于最大电流值N则停机保护。
将所述第一支路电流IL1减去所述第二支路电流IL2得到电流差值，若电流差值的绝对值大于最大差值M则停机保护。
对所述电流差值进行计算得出占空比调节量△D，调节所述第一支路和第二支路中开关的占空比，用第一支路占空比D1减去占空比调节量△D，用第二支路占空比D2加上占空比调节量△D。
计算所述占空比调节量△D采用以下公式：
其中△D为所述占空比调节量△D，Kp为比例系数，Ki为积分系数，IL1为所述第一支路电流IL1，IL2为所述第二支路电流IL2, n为从开机起当前时刻计算占空比调节量△D的次数。
本发明还设计了一种交错式PFC电流控制电路，包括并联后连接直流母线的第一支路和第二支路，还包括采样模块，用于采样交错式PFC的第一支路电流IL1和第二支路电流IL2；PWM控制模块，用于根据两路电流的差值对第一支路电流IL1和第二支路电流IL2进行反馈控制，使两路电流趋于平衡。
所述采样模块包括与第一支路中第一电感L1进行串联的第一采样电阻RS1、以及与第二支路中第二电感L2进行串联的第二采样电阻RS2。
本发明还设计了一种变频空调器，该变频空调器采用上述的交错式PFC电流控制方法。
本发明还设计了一种变频空调器，该变频空调器采用上述的交错式PFC电流控制电路。
本发明提供的技术方案的有益效果是：本发明有效的解决交错式PFC两路电流不平衡的问题，在允许范围内时能自动平衡两路电流，超过允许范围时能及时停机保护，从而降低PFC电路损坏的概率，使PFC控制更加精确，提高了电路可靠性。
附图说明
下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明，其中：
图1是交错式PFC拓扑图；
图2是较佳实施例电流控制方框图；
图3是较佳实施例电流控制流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明是要解决交错式PFC两路电流不平衡的问题，在允许范围内时能自动平衡两路电流，超过允许范围时能及时停机保护，从而降低PFC电路损坏的概率。
图1示出的是交错式PFC拓扑图，图左侧的整流桥将交流变换成直流，直流输出的直流母线上，图最右侧为负载Load。直流母线上并接第一支路和第二支路，这两个支路是升压电路。第一支路由第一电感L1、第一采样电阻RS1、第一二极管D1和第一功率开关管Q1组成，第二支路由第二电感L2、第二采样电阻RS2、第二二极管D2和第二功率开关管Q2组成。两个支路电路结构相同，电路中元器件的参数也相同。直流母线的正、负母线之间还连接一个母线电容C。PWM控制模块（图中未绘出）对第一功率开关管Q1和第二功率开关管Q2进行PWM控制。该电路的工作原理为：交流输入电压Vac经过整流桥，变成直流电压。当Q1（或Q2）导通时，L1（或L2）、RS1（或RS2）与Q1（或Q2）形成回路，此时L1（或L2）充电储能。当Q1（或Q2）断开时，L1(或L2)储存的能量与整流后的直流电压一起给母线电容C充电。PWM控制模块发出PWM1（或PWM2）控制Q1（或Q2）的开通与关断，使流过电感L1（或L2）的电流IL1（或IL2）的相位跟随整流后的电压相位，以达到提高功率因数的目的。改变PWM1的占空比D1、以及PWM2的占空比D2即可改变支路的输出电压和电流。
本发明公开了一种交错式PFC电流控制方法，图2示出了电流控制方框图，图3示出了电流控制流程图，可以看出控制方法包括：采样交错式PFC电路中第一支路电流IL1和第二支路电流IL2，根据两路电流的差值对第一支路电流IL1和第二支路电流IL2进行反馈控制，使两路电流趋于平衡。
在较佳实施例中，控制程序先所述第一支路电流IL1加上所述第二支路电流IL2得到电流合值（电流合值为此时流过PFC的总电流），若电流合值大于最大电流值N则停机保护；若电流合值小于N，则继续下一步程序。
随后将所述第一支路电流IL1减去所述第二支路电流IL2得到电流差值，若电流差值的绝对值（丨IL1-IL2丨）大于最大差值M，表示两路电路不平衡程度过大，则停机保护；若电流差值的绝对值小于M，则继续下一步程序。需要指出最大电流值N和最大差值M在不同电路中，具体数值有所不同。
在较佳实施例中，电流合值和电流差值的绝对值接在允许范围内的话，则对所述电流差值进行计算得出占空比调节量△D，在图3中是将电流差值（IL1-IL2）与给定值lerr=0输入到PI控制器，输出占空比调节量△D，计算所述占空比调节量△D采用以下公式：
其中△D为所述占空比调节量△D，Kp为比例系数，Ki为积分系数，IL1为所述第一支路电流IL1，IL2为所述第二支路电流IL2, n为从开机起当前时刻计算占空比调节量△D的次数。比例系数Kp和积分系数Ki在不同电路中，具体数值有所不同。
得到占空比调节量△D之后调节所述第一支路和第二支路中开关的占空比，用第一支路占空比D1减去占空比调节量△D，用第二支路占空比D2加上占空比调节量△D。第一支路占空比D1和第二支路占空比D2的赋值如图3所示。进行简化分析，如果IL1>IL2，则△D为正，D1减去△D后，第一支路占空比D1变小，随之第一支路电流IL1变小；同时D2加上△D后，第二支路占空比D2变大，随之第二支路电流IL2变大。反过来，如果IL1<IL2，则△D为负，D1减去△D后，第一支路占空比D1变大，随之第一支路电流IL1变大；同时D2加上△D后，第二支路占空比D2变小，随之第二支路电流IL2变小。藉此方法，经过反馈控制，IL1和IL2会逐步趋于接近平衡。
本发明还公开了一种交错式PFC电流控制电路，参看图1示出的交错式PFC拓扑图，图中整流桥将交流变换成直流，第一支路和第二支路并联后连接整流桥输出的直流母线。电路还包括采样模块，用于采样交错式PFC的第一支路电流IL1和第二支路电流IL2；PWM控制模块，用于根据两路电流的差值对第一支路电流IL1和第二支路电流IL2进行反馈控制，使两路电流趋于平衡。
在较佳实施例中，所述采样模块包括与第一支路中第一电感L1进行串联的第一采样电阻RS1、以及与第二支路中第二电感L2进行串联的第二采样电阻RS2。RS1和RS2的电阻值已知的，检测电阻两端的电压即能算出流经其上的电流IL1和IL2。
本发明还公开了一种变频空调器，该变频空调器采用上述的交错式PFC电流控制方法。
本发明还公开了一种变频空调器，该变频空调器采用上述的交错式PFC电流控制电路。
以上实施例仅为举例说明，非起限制作用。任何未脱离本申请精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于本申请的权利要求范围之中。

Claims (9)

1.一种交错式PFC电流控制方法，其特征在于，采样交错式PFC电路中第一支路电流IL1和第二支路电流IL2，根据两路电流的差值对第一支路电流IL1和第二支路电流IL2进行反馈控制，使两路电流趋于平衡。
2.如权利要求1所述的交错式PFC电流控制方法，其特征在于，将所述第一支路电流IL1加上所述第二支路电流IL2得到电流合值，若电流合值大于最大电流值N则停机保护。
3.如权利要求2所述的交错式PFC电流控制方法，其特征在于，将所述第一支路电流IL1减去所述第二支路电流IL2得到电流差值，若电流差值的绝对值大于最大差值M则停机保护。
4.如权利要求3所述的交错式PFC电流控制方法，其特征在于，对所述电流差值进行计算得出占空比调节量△D，调节所述第一支路和第二支路中开关的占空比，用第一支路占空比D1减去占空比调节量△D，用第二支路占空比D2加上占空比调节量△D。
5.如权利要求4所述的交错式PFC电流控制方法，其特征在于，计算所述占空比调节量△D采用以下公式：
其中△D为所述占空比调节量△D，Kp为比例系数，Ki为积分系数，IL1为所述第一支路电流IL1，IL2为所述第二支路电流IL2, n为从开机起当前时刻计算占空比调节量△D的次数。
6.一种交错式PFC电流控制电路，包括并联后连接直流母线的第一支路和第二支路，其特征在于，还包括
采样模块，用于采样交错式PFC的第一支路电流IL1和第二支路电流IL2；
PWM控制模块，用于根据两路电流的差值对第一支路电流IL1和第二支路电流IL2进行反馈控制，使两路电流趋于平衡。
7.如权利要求6所述的交错式PFC电流控制电路，其特征在于，所述采样模块包括与第一支路中第一电感L1进行串联的第一采样电阻RS1、以及与第二支路中第二电感L2进行串联的第二采样电阻RS2。
8.一种变频空调器，其特征在于，所述变频空调器采用权利要求1至5中任一项所述的交错式PFC电流控制方法。
9.一种变频空调器，其特征在于，所述变频空调器采用权利要求6至7中任一项所述的交错式PFC电流控制电路。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110602832A (zh) * 2019-10-09 2019-12-20 杰华特微电子（杭州）有限公司 Led控制电路及控制方法
CN114094822A (zh) * 2020-08-24 2022-02-25 丰田自动车株式会社 电力供给系统、控制装置以及电抗器电流测定方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101217255A (zh) * 2008-01-16 2008-07-09 艾默生网络能源有限公司 一种具有均流控制模块的pfc电路及其均流控制方法
CN103532367A (zh) * 2012-07-03 2014-01-22 珠海格力电器股份有限公司 交错式pfc控制方法及装置
CN104038042A (zh) * 2013-03-04 2014-09-10 珠海格力电器股份有限公司 交错式功率因数校正电路及其控制方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101217255A (zh) * 2008-01-16 2008-07-09 艾默生网络能源有限公司 一种具有均流控制模块的pfc电路及其均流控制方法
CN103532367A (zh) * 2012-07-03 2014-01-22 珠海格力电器股份有限公司 交错式pfc控制方法及装置
CN104038042A (zh) * 2013-03-04 2014-09-10 珠海格力电器股份有限公司 交错式功率因数校正电路及其控制方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110602832A (zh) * 2019-10-09 2019-12-20 杰华特微电子（杭州）有限公司 Led控制电路及控制方法
CN114094822A (zh) * 2020-08-24 2022-02-25 丰田自动车株式会社 电力供给系统、控制装置以及电抗器电流测定方法

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