CN112671224A - Pfc变频控制方法、装置及控制器 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种PFC变频控制方法、装置及控制器，其中，PFC变频控制方法通过获取PFC电路的输入电压、PFC电路的输出电压和流经PFC电路中电感的电感电流；再根据输入电压、输出电压和电感电流，获得PFC电路各工频周期内不同时刻所需的开关频率信号，其中，相邻两时刻的开关频率信号大小不同；并进一步根据各时刻所需的开关频率信号和占空比调制信号生成驱动信号，驱动信号用于驱动PFC电路中开关管的通断。本申请提供的实施例通过在一个工频周期内的不同时刻采用不同的开关频率来生成最终加载在PFC电路开关管上的驱动信号，大大降低了除输入电流基波波形处于峰值时其它时刻的开关频率，减小开关管的损耗，提高PFC电路的效率。

Description

PFC变频控制方法、装置及控制器

技术领域

本发明涉及开关电源技术领域，特别是涉及一种PFC变频控制方法、装置及控制器。

背景技术

这里的陈述仅提供与本申请有关的背景信息，而不必然地构成现有技术。

开关电源是现代电子系统中必不可少的关键部件。随着科学技术的不断进步，人们对开关电源的要求也越来越高，越发追求高密度、低成本、大功率、低功耗、高效率的开关电源的开发。

一般的PFC电路大多采用恒定不变的开关频率，即恒频控制方法。发明人在实施过程中，发现采用恒频控制方法时，此恒定开关频率必须保证在一个工频周期内任何时刻电感磁芯都不能饱和，也即在输入电流基波波形处于峰值时必须保证电感磁芯不能饱和，才能保证其它时刻电感磁芯也不饱和，因此其开关频率必须足够高，而开关电源的开关频率越高，开关管的损耗越大，电源效率越低。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种PFC变频控制方法、装置及控制器，以降低PFC变频控制时的开关管损耗，提高电源效率。

一方面，本发明实施例提供了一种PFC变频控制方法，包括：

获取PFC电路的输入电压、PFC电路的输出电压和流经PFC电路中电感的电感电流；

根据输入电压、输出电压和电感电流，获得PFC电路各工频周期内不同时刻所需的开关频率信号，其中，相邻两时刻的开关频率信号大小不同；

根据输入电压、输出电压和电感电流，生成占空比调制信号；

根据各时刻所需的开关频率信号和占空比调制信号生成驱动信号，驱动信号用于驱动PFC电路中开关管的通断。

在其中一个实施例中，根据输入电压、输出电压和电感电流，获得PFC电路各工频周期内不同时刻的开关频率信号的步骤包括：

根据输入电压、输出电压和电感的电感量，计算得到各时刻的最小开关频率；

根据最小开关频率确定各工频周期内不同时刻的开关频率信号，各时刻开关频率信号的频率大于或等于对应时刻的最小开关频率。

在其中一个实施例中，最小开关频率包括第一最小开关频率；根据输入电压、输出电压和电感的电感量，计算得到各时刻的最小开关频率的步骤包括：

将输入电压和输出电压输入至占空比模型，获得占空比；

根据电感电流获得与输入电压同相位的基波电流；

根据输入电压、电感的电感量、占空比以及预设的最大电流与基波电流的差值，获得各时刻的第一最小开关频率；

预设的最大电流与PFC电路中的电感所用匝数和所用磁芯的最大磁通密度相关联。

在其中一个实施例中，占空比模型为：

D1＝1-Ui/Uo；

其中，D1为占空比，Ui为输入电压，Uo为输出电压。

在其中一个实施例中，获得各时刻的第一最小开关频率的步骤包括：

根据以下公式，计算得到各时刻的第一最小开关频率：

fsmin1＝D1×Ui/[2×(Imax-Ii1)×L]；

其中，fsmin1为各时刻的第一最小开关频率，Imax为预设的最大电流，Ii1为基波电流，L为电感的电感量。

在其中一个实施例中，最小开关频率包括第二最小开关频率；根据输入电压、输出电压和电感的电感量，计算得到各时刻的最小开关频率的步骤包括：

根据电感的电感量、输入电压、占空比以及基波电流与预设的最小电流的差值，获得各时刻的第二最小开关频率。

在其中一个实施例中，获得各时刻的第二最小开关频率的步骤包括：

根据以下公式，计算得到第二最小开关频率：

fsmin2＝D1×Ui/[2×(Ii1-Imin)×L]；

其中，fsmin2为各时刻的第二最小开关频率，Imin为预设的最小电流，Ii1为基波电流，L为电感的电感量。

在其中一个实施例中，开关频率信号的频率大于或等于第一最小开关频率和第二最小开关频率中的较大值。

另一方面，本申请实施例还提供了一种PFC变频控制装置，包括：

信号获取模块，用于获取PFC电路的输入电压、PFC电路的输出电压和流经PFC电路中电感的电感电流；

开关频率信号获取模块，用于根据输入电压、输出电压和电感电流，获得PFC电路各工频周期内不同时刻所需的开关频率信号，其中，相邻两时刻的开关频率信号大小不同；

调制信号获取模块，用于根据输入电压、输出电压和电感电流，生成占空比调制信号；

驱动信号生成模块，用于根据各时刻所需的开关频率信号和占空比调制信号生成驱动信号，驱动信号用于驱动PFC电路中开关管的通断。

此外，本申请实施例还提供了一种控制器，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序时实现上述PFC变频控制方法的步骤。

本发明提供的一个或多个实施例至少具有以下有益效果：本申请提供的PFC变频控制方法，通过在一个工频周期内的不同时刻采用不同的开关频率，根据该开关频率来获取加载在开关管上的驱动信号，从而降低了除PFC电路的输入电流的基波波形处于峰值时其它时刻的开关频率，减小了开关管的损耗，提高了PFC电路的效率。

附图说明

图1为一个实施例中PFC电路的结构示意图；

图2为一个实施例中PFC变频控制方法的流程示意图；

图3为又一个实施例中PFC变频控制方法的流程示意图；

图4为还一个实施例中PFC变频控制方法的流程示意图；

图5为一个实施例中基波电流与最大电流和最小电流的关系示意图；

图6为一个实施例中基于图5中的基波电流得到的第一最小开关频率和第二最小开关频率的示意图；

图7为一个实施例中，基于图6的第一最小开关频率和第二最小开关频率的计算结果所得到的开关频率信号的示意图；

图8为一个实施例中PFC变频控制装置的结构框图；

图9为一个实施例中控制器的内部结构图；

图10为又一个实施例中控制器的连接示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的首选实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件并与之结合为一体，或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“安装”、“一端”、“另一端”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1所示的PFC电路，电感L在开关管Q导通时储存能量，在开关管Q截止时，电感L可以感应右正左负的电压，将导通时储存的能量通过升压二极管D1对大的滤波电容充电，输出能量。针对该PFC电路的控制方法，目前常采用恒定不变的开关频率，即恒频控制方法。但是由于输入电压Ui瞬时值在每个工频周期内不同时刻都是不同的，因此输入电流基波瞬时值在每个工频周期内不同时刻也都是不同的。这就导致采用恒频控制方法时，此恒定开关频率必须保证在一个工频周期内任何时刻电感磁芯都不能饱和，也即在输入电流基波波形处于峰值时必须保证电感磁芯不能饱和，才能保证其它时刻电感磁芯也不饱和，因此其开关频率必须足够高。一般开关电源的开关频率越高，开关管的损耗越大，电源效率越低。

基于此，本发明实施例提供了一种PFC变频控制方法，如图2所示，包括：

S20：获取PFC电路的输入电压Ui、PFC电路的输出电压Uo和流经PFC电路中电感的电感电流。

其中，PFC电路的输入电压Ui是指整个PFC电路从外端输入的电压，如图1中的Ui，而PFC电路的输出电压Uo是指如图1中所示的Uo。这里所指的输入电压Ui和输出电压Uo代表该电压值。流经PFC电路中电感的电感电流是指有输入电压Ui触发PFC电路工作时，从电感L上流过的电流大小。获取PFC电路的输入电压Ui、输出电压Uo和电感电流的方式可以是利用电压/电流传感器采集得到的，也可以是由电压器或者电流器等主体直接与PFC电路上的端点连接得到的，凡是可以实现电压电流测量的技术手段均属于本申请所要保护的范围。

S40：根据输入电压Ui、输出电压Uo和电感电流，获得PFC电路各工频周期内不同时刻所需的开关频率信号fs，其中，相邻两时刻的开关频率信号fs大小不同。

其中，工频周期是指工频交流电的电流周期，例如，中国工频交流电的频率是50Hz，那么对应的工频周期就是0.02s。相邻两时刻的开关频率信号fs大小不同是指其频率大小不同。在一个工频周期内，该开关频率信号fs可以整体呈正弦波或者其他数值跟随时间变化的波形。

S50：根据输入电压、输出电压和电感电流，控制生成占空比调制信号；

其中占空比调制信号是以控制器等为执行主体加载给PFC开关的占空比调制信号，其中该占空比调制信号周期是T，其中高电平所占用时间为t1，低电平所占用时间为t2，则该占空比调制信号的占空比D＝t1/T＝t1/(t1+t2)。

S60：根据各时刻所需的开关频率信号fs和占空比调制信号生成驱动信号，驱动信号用于驱动PFC电路中开关管的通断。

上述实施例提供的PFC变频控制方法，通过在一个工频周期内的不同时刻采用不同的开关频率，根据该开关频率来获取最终需要加载在开关管上的驱动信号，从而降低了除PFC电路的输入电流的基波波形处于峰值时其它时刻的开关频率，减小了开关管的损耗，提高了PFC电路的效率。

在其中一个实施例中，如图3所示，根据输入电压Ui、输出电压Uo和电感电流，获得PFC电路各工频周期内不同时刻的开关频率信号fs的步骤S40包括：

S42：根据输入电压Ui、输出电压Uo和电感的电感量，计算得到各时刻的最小开关频率。

其中，电感的电感量是指如图1中电感L的电感大小。各时刻的最小开关频率是指用于约束上述工频周期内对应时刻的开关频率信号fs频率大小的参考频率。

S44：根据最小开关频率确定各工频周期内不同时刻的开关频率信号fs，各时刻开关频率信号fs的频率大于或等于对应时刻的最小开关频率。

具体的，根据输入电压Ui、输出电压Uo和电感大小，可以得到该PFC电路正常工作时所需的最小开关频率，然后以该频率去指导确定开关频率信号fs，优选的，各时刻开关频率信号fs的频率选用与对应时刻的最小开关频率相等的频率，此时开关管损耗最小，PFC电路的效率最优。还可以采用大于对应时刻的最小开关频率的开关频率信号fs，来进行驱动信号的获取，也可以在较大程度上减小开关管损耗，提高PFC电路的效率。

在其中一个实施例中，如图4-图7所示，最小开关频率包括第一最小开关频率fsmin1；根据输入电压Ui、输出电压Uo和电感的电感量，计算得到各时刻的最小开关频率的步骤包括：

S422：将输入电压Ui和输出电压Uo输入至占空比模型，获得占空比；

S424：根据电感电流获得与输入电压Ui同相位的基波电流Ii1；

S426：根据输入电压Ui、电感的电感量、占空比以及预设的最大电流Imax与基波电流Ii1的差值，获得第一最小开关频率fsmin1；

预设的最大电流Imax与PFC电路中的电感所用匝数和所用磁芯的最大磁通密度相关联。

其中，占空比能在一定程度上反映PFC电路的特性，基于此，先根据事先设置好的占空比模型，来计算得到占空比D1，具体实现方法可以参见下述实施例中占空比的获取过程，然后再根据电感的电流得到与输入电压Ui同相位的基波电流Ii1，基波电流Ii1与输入电压Ui相位差越小，功率因数越高。如图5-7所示，利用得到的与输入电压Ui同相位的基波电流Ii1，以及其他影响因素：占空比、电感量、输入电压Ui，进一步来进行第一最小开关频率fsmin1的获取，由于开关频率信号fs选择是需要在一定范围内选择，以便保障PFC电路的正常运行，所以，可以通过将预设的最大电流Imax与该基波电流Ii1进行作差，利用该差值和输入电压Ui、电感的电感量、占空比一起来确定第一最小开关频率fsmin1，由此获取的第一最小开关频率fsmin1，可以作为确定各个时刻开关频率信号fs大小的参考值。其中，基波电流Ii1的获取方式可以参照现有技术中的方法，比如可以用数字滤波器计算得到，或者通过模拟滤波器电路分离得到，在此不做赘述。

在其中一个实施例中，预设的最大电流Imax由以下公式计算得到：

Imax＝Bmax×N×Ae/L，其中，Bmax为电感L的最大磁通密度，Ae为电感铁芯的截面积，L为电感量，即电感的自感系数，Imax即为电感的最大电流值。由于磁通密度B必然小于等于该最大磁通密度Bmax，所以采用磁通密度最大时的电感电流作为最大电流Imax来进行计算，可以满足各种情况下的控制需求。

在其中一个实施例中，占空比模型为：

D1＝1-Ui/Uo；

其中，D1为占空比，Ui为输入电压，Uo为输出电压。将先前获取的输入电压Ui和输出电压Uo代入到该模型中，即可得到占空比D1。其中该占空比模型可以不局限于上述公式，可以是本领域技术人员用于获得第一最小开关频率fsmin1所依赖的输入输出信号特性的其他占空比模型或者对该模型的优化。

在其中一个实施例中，获得第一最小开关频率fsmin1的步骤包括：

根据以下公式，计算得到第一最小开关频率fsmin1：

fsmin1＝D1×Ui/[2×(Imax-Ii1)×L]；

其中，fsmin1为第一最小开关频率，Imax为预设的最大电流，Ii1为基波电流，L为电感的电感量。先利用最大电流值Imax与上述基波电流Ii1相减，其差值作为第一电流纹波峰值dI1，然后将输入电压Ui、占空比D1、第一电流波纹峰值dI1和电感量L输入至上述公式，得到第一最小开关频率fsmin1，优先取与该第一最小开关频率fsmin1相同的信号作为开关频率信号fs，去进一步生成驱动信号，加载在开关管上，降低开关管损耗。也可以选择大于该第一最小开关频率fsmin1的频率作为该开关频率，并与占空比调制信号一起驱动开关管通断，在较大程度上降低开关管功耗，提高PFC电路效率。通过确定第一最小开关频率fsmin1去进一步确定驱动信号的方式，电感电流会进入电流断续模式，可以进一步提高PFC电路的效率。

在其中一个实施例中，最小开关频率包括第二最小开关频率fsmin2；根据输入电压Ui、输出电压Uo和电感的电感量，计算得到最小开关频率的步骤还包括：

S428：根据电感的电感量、输入电压Ui、占空比以及基波电流Ii1与预设的最小电流Imin的差值，获得第二最小开关频率fsmin2。

类似于上述实施例中的描述，考虑到了最大电流Imax的限制，也需要考虑最小电流Imin的影响，所以，通过设置的最小电流Imin，可以进一步得到第二最小开关频率fsmin2，该最小电流Imin小于等于基波电流Ii1，先求取上述基波电流Ii1与该最小电流Imin的差值，该差值作为第二电流纹波峰值dI2＝Ii1-Imin，利用该差值，再进行第二最小开关频率fsmin2的计算，最后算出的第二最小开关频率fsmin2也是如上述第一最小开关频率fsmin1一样，可以用于作为确定开关频率信号fs对应时刻频率大小的参考值。具体可以如下述实施例中的开关频率选取方法而定。

其中，该最小电流Imin可以为0A的电流。

在其中一个实施例中，获得第二最小开关频率fsmin2的步骤包括：

根据以下公式，计算得到第二最小开关频率fsmin2：

fsmin2＝D1×Ui/[2×(Ii1-Imin)×L]；

其中，fsmin2为第二最小开关频率，Imin为预设的最小电流，Ii1为基波电流，L为电感的电感量。

在其中一个实施例中，开关频率信号fs的频率大于或等于第一最小开关频率fsmin1和第二最小开关频率fsmin2中的较大值。

基于先前得到的第一最小开关频率fsmin1和第二最小开关频率fsmin2，先找到第一最小开关频率fsmin1与上述的第二最小开关频率fsmin2中的较大值，然后将该较大值作为开关信号频率的确定依据，优选的，将开关频率信号fs各时刻的频率定为与该较大值在对应时刻的频率值相等的值。可选的，还可以将开关频率信号fs各时刻的频率定为大于对应时刻较大值的频率值。采用第一最小开关频率fsmin1和第二最小开关频率fsmin2来确定开关频率信号fs的方式，电感电流处于电流连续模式。

应该理解的是，虽然图2-5的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图2-4中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

另一方面，本申请实施例还提供了一种PFC变频控制装置，如图8所示，包括：

信号获取模块100，用于获取PFC电路的输入电压、PFC电路的输出电压和流经PFC电路中电感的电感电流；

开关频率信号获取模块200，用于根据输入电压、输出电压和电感电流，获得PFC电路各工频周期内不同时刻所需的开关频率信号，其中，相邻两时刻的开关频率信号大小不同；

调制信号获取模块300，用于根据输入电压、输出电压和电感电流，生成占空比调制信号；

驱动信号生成模块400，用于根据各时刻所需的开关频率信号和占空比调制信号生成驱动信号，驱动信号用于驱动PFC电路中开关管的通断。

其中，输入电压、输出电压等名词释义与上述方法权利要求中相同，在此不做赘述。具体的，通过信号获取模块100获取PFC电路的输入电压、PFC电路的输出电压和流经PFC电路中电感的电感电流；然后通过开关频率信号获取模块200对输入电压、输出电压和电感电流进行处理，获得PFC电路各工频周期内不同时刻所需的开关频率信号；进一步，再通过调制信号获取模块300根据输入电压、输出电压和电感电流，控制生成占空比调制信号；最后，利用驱动信号生成模块400对各时刻所需的开关频率信号和占空比调制信号进行处理生成驱动信号，该驱动信号用于驱动PFC电路中开关管的通断，使得PFC电路的效率大大提高。

在其中一个实施例中，开关频率信号获取模块200包括：

最小开关频率获取单元220，用于根据输入电压、输出电压和电感的电感量，计算得到各时刻的最小开关频率；

开关频率信号确定单元240，用于根据最小开关频率确定各工频周期内不同时刻的开关频率信号，各时刻开关频率信号的频率大于或等于对应时刻的最小开关频率。

在其中一个实施例中，最小开关频率获取单元220包括：

占空比获取单元222，用于将输入电压和输出电压输入至占空比模型，获得占空比；

基波电流获取单元224，用于根据电感电流获得与输入电压同相位的基波电流；

第一最小开关频率确定单元226，用于根据输入电压、电感的电感量、占空比以及预设的最大电流与基波电流的差值，获得第一最小开关频率.

在其中一个实施例中，最小开关频率获取单元220还包括：

第二最小开关频率确定单元228，用于根据电感的电感量、输入电压、占空比以及基波电流与预设的最小电流的差值，获得第二最小开关频率。

其中，关于PFC变频控制装置的具体限定可以参见上文中对于PFC变频控制方法的限定，在此不再赘述。上述PFC变频控制装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

在一个实施例中，提供了一种控制器，该控制器可以是单片机、电脑、嵌入式开发面板等各种形态的控制设备，其内部结构图可以如图9所示。该控制器包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口和数据库。其中，该控制器的处理器用于提供计算和控制能力。该控制器的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该控制器的数据库用于存储最大电流、最小电流和调整信号等数据。该控制器的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种PFC变频控制方法。

本领域技术人员可以理解，图9-图10中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的控制器的限定，具体的控制器可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

此外，本申请实施例还提供了一种控制器2，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序时实现以下步骤：

S20：获取PFC电路的输入电压、PFC电路的输出电压和流经PFC电路中电感的电感电流；

S40：根据输入电压Ui、输出电压Uo和电感电流Ii，获得PFC电路各工频周期内不同时刻所需的开关频率信号，其中，相邻两时刻的开关频率信号大小不同；

S50：根据输入电压Ui、输出电压Uo和电感电流Ii，控制生成占空比调制信号；

S60：根据各时刻所需的开关频率信号fs和占空比调制信号D生成驱动信号DR，驱动信号DR用于驱动PFC电路1中开关管Q1的通断。

其中，输入电压Ui、输出电压Uo等释义与上述方法实施例中相同，该控制器2在执行上述方法时实现有益效果的推理过程也可以参见上述方法实施例中的描述，所以该控制器2应用于PFC电路1时，可以大大提高PFC电路1的效率，降低PFC电路1中开关管Q1的损耗。

在其中一个实施例中，如图10所示，该控制器2可以包括第一部分电路21、第二部分电路22和第三部分电路23，第一部分电路21负责执行上述步骤S20和S40，由第二部分电路22负责提供占空比调制信号D，两个信号经过控制器2中第三部分电路23处理后，输出一个驱动信号DR至PFC电路1的开关管Q1，控制开关管Q1的通断，提高PFC电路的效率。

在其中一个实施例中，处理器执行存储器上存储的程序时还可以实现以下步骤：

S42：根据输入电压Ui、输出电压Uo和电感的电感量，计算得到各时刻的最小开关频率；

S44：根据最小开关频率确定各工频周期内不同时刻的开关频率信号fs，各时刻开关频率信号fs的频率大于或等于对应时刻的最小开关频率。

在其中一个实施例中，处理器执行存储器上存储的程序时还可以实现以下步骤：

S422：将输入电压Ui和输出电压Uo输入至占空比模型，获得占空比；

S424：根据电感电流Ii获得与输入电压Ui同相位的基波电流；

S426：根据输入电压Ui、电感的电感量、占空比以及预设的最大电流与基波电流的差值，获得第一最小开关频率；

预设的最大电流与PFC电路1中的电感所用匝数和所用磁芯的最大磁通密度相关联。

在其中一个实施例中，预设的最大电流由以下公式计算得到：

Imax＝Bmax×N×Ae/L，其中，Bmax为电感L的最大磁通密度，Ae为电感铁芯的截面积，L为电感量，即电感的自感系数，Imax即为电感的最大电流值。

在其中一个实施例中，占空比模型为：

D1＝1-Ui/Uo；

其中，D1为占空比，Ui为输入电压，Uo为输出电压。将先前获取的输入电压Ui和输出电压Uo代入到该模型中，即可得到占空比D1。

在其中一个实施例中，处理器执行存储器上存储的程序时还可以实现以下步骤：

根据以下公式，计算得到第一最小开关频率：

fsmin1＝D1×Ui/[2×(Imax-Ii1)×L]；

其中，fsmin1为第一最小开关频率，Imax为预设的最大电流，Ii1为基波电流，L为电感的电感量。

在其中一个实施例中，处理器执行存储器上存储的程序时还可以实现以下步骤：

S428：根据电感的电感量、输入电压Ui、占空比以及基波电流与预设的最小电流的差值，获得第二最小开关频率。

在其中一个实施例中，处理器执行存储器上存储的程序时还可以实现以下步骤：

根据以下公式，计算得到第二最小开关频率：

fsmin2＝D1×Ui/[2×(Ii1-Imin)×L]；

其中，fsmin2为第二最小开关频率，Imin为预设的最大电流，Ii1为基波电流，L为电感的电感量。

在其中一个实施例中，开关频率信号fs的频率大于或等于第一最小开关频率和第二最小开关频率中的较大值。

类似于上述描述，上述控制器2实施例中相关方案的有益效果均可参照对应方法实施例中的描述，在此不做赘述。

一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

S20：获取PFC电路1的输入电压Ui、PFC电路1的输出电压Uo和流经PFC电路1中电感的电感电流Ii；

S40：根据输入电压Ui、输出电压Uo和电感电流Ii，获得PFC电路1各工频周期内不同时刻所需的开关频率信号fs，其中，相邻两时刻的开关频率信号fs大小不同；

S50：根据输入电压Ui、输出电压Uo和电感电流Ii，控制生成占空比调制信号D；

S60：根据各时刻所需的开关频率信号fs和占空比调制信号D生成驱动信号，驱动信号用于驱动PFC电路1中开关管Q1的通断。

其中，输入电压Ui、输出电压Uo等释义与上述方法实施例中相同，在此不做赘述。

在其中一个实施例中，存储器上存储的程序被处理器执行时还可以实现以下步骤：

S42：根据输入电压Ui、输出电压Uo和电感L的电感量，计算得到各时刻的最小开关频率；

S44：根据最小开关频率确定各工频周期内不同时刻的开关频率信号fs，各时刻开关频率信号fs的频率大于或等于对应时刻的最小开关频率。

在其中一个实施例中，储器上存储的程序被处理器执行时还可以实现以下步骤：

S422：将输入电压Ui和输出电压Uo输入至占空比模型，获得占空比；

S424：根据电感电流Ii获得与输入电压Ui同相位的基波电流；

S426：根据输入电压Ui、电感的电感量、占空比以及预设的最大电流与基波电流的差值，获得第一最小开关频率；

预设的最大电流与PFC电路1中的电感所用匝数和所用磁芯的最大磁通密度相关联。

在其中一个实施例中，预设的最大电流由以下公式计算得到：

Imax＝Bmax×N×Ae/L，其中，Bmax为电感L的最大磁通密度，Ae为电感铁芯的截面积，L为电感量，即电感的自感系数，Imax即为电感的最大电流值。

在其中一个实施例中，占空比模型为：

D1＝1-Ui/Uo；

其中，D1为占空比，Ui为输入电压，Uo为输出电压。将先前获取的输入电压Ui和输出电压Uo代入到该模型中，即可得到占空比D1。

在其中一个实施例中，存储器上存储的程序被处理器执行时还可以实现以下步骤：

根据以下公式，计算得到第一最小开关频率：

fsmin1＝D1×Ui/[2×(Imax-Ii1)×L]；

其中，fsmin1为第一最小开关频率，Imax为预设的最大电流，Ii1为基波电流，L为电感的电感量。

在其中一个实施例中，存储器上存储的程序被处理器执行时还可以实现以下步骤：

S428：根据电感的电感量、输入电压Ui、占空比以及基波电流与预设的最小电流的差值，获得第二最小开关频率。

在其中一个实施例中，存储器上存储的程序被处理器执行时还可以实现以下步骤：

根据以下公式，计算得到第二最小开关频率：

fsmin2＝D1×Ui/[2×(Ii1-Imin)×L]；

其中，fsmin2为第二最小开关频率，Imin为预设的最大电流，Ii1为基波电流，L为电感的电感量。

在其中一个实施例中，开关频率信号fs的频率大于或等于第一最小开关频率和第二最小开关频率中的较大值。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线式动态随机存储器(Rambus DRAM，简称RDRAM)、以及接口动态随机存储器(DRDRAM)等。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种PFC变频控制方法，其特征在于，包括：

获取PFC电路的输入电压、PFC电路的输出电压和流经所述PFC电路中电感的电感电流；

根据所述输入电压、所述输出电压和所述电感电流，获得所述PFC电路各工频周期内不同时刻所需的开关频率信号，其中，相邻两时刻的开关频率信号大小不同；

根据所述输入电压、所述输出电压和所述电感电流，生成占空比调制信号；

根据各时刻所需的所述开关频率信号和所述占空比调制信号生成驱动信号，所述驱动信号用于驱动所述PFC电路中开关管的通断。

2.根据权利要求1所述的PFC变频控制方法，其特征在于，所述根据所述输入电压、所述输出电压和所述电感电流，获得所述PFC电路各工频周期内不同时刻的开关频率信号的步骤包括：

根据所述输入电压、所述输出电压和所述电感的电感量，计算得到各时刻的最小开关频率；

根据所述最小开关频率确定各工频周期内不同时刻的开关频率信号，各时刻所述开关频率信号的频率均大于或等于对应时刻的最小开关频率。

3.根据权利要求2所述的PFC变频控制方法，其特征在于，所述最小开关频率包括第一最小开关频率；所述根据所述输入电压、所述输出电压和所述电感的电感量，计算得到各时刻的最小开关频率的步骤包括：

将所述输入电压和所述输出电压输入至占空比模型，获得占空比；

根据所述电感电流获得与所述输入电压同相位的基波电流；

根据所述输入电压、所述电感的电感量、所述占空比以及预设的最大电流与所述基波电流的差值，获得各时刻的第一最小开关频率；

所述预设的最大电流与所述PFC电路中的电感所用匝数和所用磁芯的最大磁通密度相关联。

4.根据权利要求3所述的PFC变频控制方法，其特征在于，所述占空比模型为：

D1＝1-Ui/Uo；

其中，D1为所述占空比，Ui为所述输入电压，Uo为所述输出电压。

5.根据权利要求4所述的PFC变频控制方法，其特征在于，所述获得各时刻的第一最小开关频率的步骤包括：

根据以下公式，计算得到各时刻的第一最小开关频率：

fsmin1＝D1×Ui/[2×(Imax-Ii1)×L]；

其中，所述fsmin1为各时刻的第一最小开关频率，Imax为所述预设的最大电流，Ii1为所述基波电流，L为所述电感的电感量。

6.根据权利要求3-5中任一项所述的PFC变频控制方法，其特征在于，所述最小开关频率包括第二最小开关频率；所述根据所述输入电压、所述输出电压和所述电感的电感量，计算得到各时刻的最小开关频率的步骤还包括：

根据所述电感的电感量、所述输入电压、所述占空比以及所述基波电流与预设的最小电流的差值，获得各时刻的第二最小开关频率。

7.根据权利要求6所述的PFC变频控制方法，其特征在于，所述获得各时刻的第二最小开关频率的步骤包括：

根据以下公式，计算得到各时刻的第二最小开关频率：

fsmin2＝D1×Ui/[2×(Ii1-Imin)×L]；

其中，所述fsmin2为各时刻的第二最小开关频率，Imin为所述预设的最小电流，Ii1为所述基波电流，L为所述电感的电感量。

8.根据权利要求6所述的PFC变频控制方法，其特征在于，所述开关频率信号的频率均大于或等于所述第一最小开关频率和所述第二最小开关频率中的较大值。

9.一种PFC变频控制装置，其特征在于，包括：

信号获取模块，用于获取PFC电路的输入电压、PFC电路的输出电压和流经所述PFC电路中电感的电感电流；

开关频率信号获取模块，用于根据所述输入电压、所述输出电压和所述电感电流，获得所述PFC电路各工频周期内不同时刻所需的开关频率信号，其中，相邻两时刻的开关频率信号大小不同；

调制信号获取模块，用于根据所述输入电压、所述输出电压和所述电感电流，生成占空比调制信号；

驱动信号生成模块，用于根据各时刻所需的所述开关频率信号和所述占空比调制信号生成驱动信号，所述驱动信号用于驱动所述PFC电路中开关管的通断。

10.一种控制器，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现权利要求1-7中任一项所述的PFC变频控制方法的步骤。

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