CN113364264B - Pfc拓扑电路及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种PFC拓扑电路及其控制方法，该电路包括：并联谐振电路，包括两两并联的第一谐振支路、第二谐振支路以及第三谐振支路，并联谐振电路的输入端与三相PFC电路的输出端相连，并联谐振电路的输出端与负载相连，并联谐振电路用于为负载供电；开关电路，开关电路分别与第一谐振支路、第二谐振支路以及第三谐振支路相连后，与负载并联，开关电路用于根据占空比控制信号控制第一谐振支路、第二谐振支路以及第三谐振支路中的其中之一，占空比控制信号是利用输出端的输出信号和输入端的输入信号生成的。本申请解决了用电设备受谐波影响较大，稳定性低的技术问题。

Description

PFC拓扑电路及其控制方法
技术领域
本申请涉及集成电路技术领域，尤其涉及一种PFC拓扑电路及其控制方法。
背景技术
随着电力电子技术的发展，各种大功率非线性电力电子器件的普遍使用，造成了输入电压、电流的波形存在一定程度的畸变，谐波含量较高，对电网造成较大的污染，干扰周边继电保护设备的正常运行，用电设备受谐波影响较大，稳定性低。
目前，相关技术中，大功率有源功率因数校正拓扑电路主要有三相四开关BoostPFC电路及三相六开关Boost PFC电路。三相四开关Boost PFC电路若输出电流正半波与负半波控制方式发生变化，会造成电流波形不能跟随电压波形，正负半波不对称，电流发生畸变并存在大量偶次谐波。三相六开关Boost PFC电路每个桥臂上的两只串联开关管存在直通短路的危险，对功率驱动控制的可靠性要求较高。同时，此两种电路使用功率开关管较多，开关损耗增加，控制复杂，成本较高。
针对用电设备受谐波影响较大，稳定性低的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本申请提供了一种PFC拓扑电路及其控制方法，以解决用电设备受谐波影响较大，稳定性低的技术问题。
根据本申请实施例的一个方面，本申请提供了一种PFC拓扑电路，包括：
并联谐振电路，包括两两并联的第一谐振支路、第二谐振支路以及第三谐振支路，并联谐振电路的输入端与三相PFC电路的输出端相连，并联谐振电路的输出端与负载相连，并联谐振电路用于为负载供电；
开关电路，开关电路分别与第一谐振支路、第二谐振支路以及第三谐振支路相连后，与负载并联，开关电路用于根据占空比控制信号控制第一谐振支路、第二谐振支路以及第三谐振支路中的其中之一，占空比控制信号是利用输出端的输出信号和输入端的输入信号生成的。
可选地，第一谐振支路包括第一电感，第二谐振支路包括第二电感，第三谐振支路包括第三电感，第一电感、第二电感以及第三电感分别与三相PFC电路的输出端相连。
可选地，三相PFC电路包括第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管、第六二极管、第一相电输出、第二相电输出以及第三相电输出。
可选地，第一二极管的阳极与第二二极管的阴极串联，第一二极管的阴极分别与第一电感、第二电感以及第三电感串联，第二二极管的阳极与开关电路串联，第一相电输出连接至第一二极管的阳极；第三二极管的阳极与第四二极管的阴极串联，第三二极管的阴极分别与第一电感、第二电感以及第三电感串联，第四二极管的阳极与开关电路串联，第二相电输出连接至第三二极管的阳极；第五二极管的阳极与第六二极管的阴极串联，第五二极管的阴极分别与第一电感、第二电感以及第三电感串联，第六二极管的阳极与开关电路串联，第三相电输出连接至第五二极管的阳极。
可选地，第一谐振支路还包括第七二极管和输出电容，第七二极管的阳极与第一电感串联，第七二极管的阴极与输出电容串联，并联谐振电路的输出端包括第七二极管的阴极，输出电容、负载以及开关电路两两并联；第二谐振支路还包括第八二极管和输出电容，第八二极管的阳极与第二电感串联，第八二极管的阴极与输出电容串联，并联谐振电路的输出端包括第八二极管的阴极，输出电容、负载以及开关电路两两并联；第三谐振支路还包括第九二极管和输出电容，第九二极管的阳极与第三电感串联，第九二极管的阴极与输出电容串联，并联谐振电路的输出端包括第九二极管的阴极，输出电容、负载以及开关电路两两并联。
可选地，开关电路包括第一开关管、第二开关管以及第三开关管；第一开关管连接至第一谐振支路，用于按照占空比控制指令控制第一谐振支路；第二开关管连接至第二谐振支路，用于按照占空比控制指令控制第二谐振支路；第三开关管连接至第三谐振支路，用于按照占空比控制指令控制第三谐振支路。
可选地，第一相电输出所在的支路为第一通道，第二相电输出所在的支路为第二通道，第三相电输出所在的支路为第三通道，第一通道、第二通道以及第三通道的移相角为120度。
可选地，该电路还包括纹波吸收电路，包括第四电感、第五电感、第六电感、滤波电容以及限流电阻；第四电感的一端与第一相电输出相连，另一端连接至第一二极管的阳极；第五电感的一端与第二相电输出相连，另一端连接至第三二极管的阳极；第六电感的一端与第三相电输出相连，另一端连接至第五二极管的阳极；滤波电容的一端与并联谐振电路的输入端相连，另一端与开关电路相连；限流电阻的一端与开关电路相连，另一端分别与滤波电容、第二二极管的阳极、第四二极管的阳极以及第六二极管的阳极相连。
根据本申请实施例的另一方面，本申请提供了一种PFC拓扑电路的控制方法，包括：
获取输出电压、输入电压以及输入电流；
利用输出电压、输入电压、输入电流以及输出参考电压、输入参考电流生成占空比控制指令；
利用占空比控制指令控制开关电路中的目标开关管导通，以控制并联谐振电路中的目标谐振支路。
可选地，利用输出电压、输入电压、输入电流以及输出参考电压、输入参考电流生成占空比控制指令包括：
在输出电压与输入电流不同相的情况下，将输出电压减去输出参考电压，得到第一电压偏差；
将第一电压偏差输入电压环的积分比例控制器，得到电压环的积分比例控制器输出的调节信号；
将调节信号与输入电压相乘，得到输入参考电流；
将输入电流减去输入参考电流，得到电流偏差；
将电流偏差输入电流环的积分比例控制器，得到电流环的积分比例控制器输出的第一占空比；
将输入电压减去输出参考电压，得到第二电压偏差；
将第二电压偏差除以输出参考电压，得到第二占空比；
利用第一占空比与第二占空比的和确定占空比控制指令。
根据本申请实施例的另一方面，本申请提供了一种PFC拓扑电路的控制模组，包括：
获取模块，用于获取输出电压、输入电压以及输入电流；
生成模块，用于利用输出电压、输入电压、输入电流以及输出参考电压、输入参考电流生成占空比控制指令；
控制模块，用于利用占空比控制指令控制开关电路中的目标开关管导通，以控制并联谐振电路中的目标谐振支路。
根据本申请实施例的另一方面，本申请提供了一种电子设备，包括存储器、处理器、通信接口及通信总线，存储器中存储有可在处理器上运行的计算机程序，存储器、处理器通过通信总线和通信接口进行通信，处理器执行计算机程序时实现上述方法的步骤。
根据本申请实施例的另一方面，本申请还提供了一种具有处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读介质，程序代码使处理器执行上述的方法。
本申请实施例提供的上述技术方案与相关技术相比具有如下优点：
本申请提供一种PFC拓扑电路，包括：并联谐振电路，包括两两并联的第一谐振支路、第二谐振支路以及第三谐振支路，并联谐振电路的输入端与三相PFC电路的输出端相连，并联谐振电路的输出端与负载相连，并联谐振电路用于为负载供电；开关电路，开关电路分别与第一谐振支路、第二谐振支路以及第三谐振支路相连后，与负载并联，开关电路用于根据占空比控制信号控制第一谐振支路、第二谐振支路以及第三谐振支路中的其中之一，占空比控制信号是利用输出端的输出信号和输入端的输入信号生成的。本申请将三相PFC电路、谐振电路以及开关电路交错并联，通过控制不同的谐振支路使不同的电感充能和释能，从而使输出电压一直保持恒定，解决了用电设备受谐波影响较大，稳定性低的技术问题。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
为了更清楚地说明本申请实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为根据本申请实施例提供的一种可选的PFC拓扑电路示意图；
图2为根据本申请实施例提供的一种可选的PFC拓扑电路控制方法流程图；
图3为根据本申请实施例提供的一种可选的PFC拓扑电路控制系统示意图；
图4为根据本申请实施例提供的一种可选的PFC拓扑电路工作模态示意图；
图5为根据本申请实施例提供的一种可选的PFC拓扑电路工作模态示意图；
图6为根据本申请实施例提供的一种可选的PFC拓扑电路工作模态示意图；
图7为根据本申请实施例提供的一种可选的PFC拓扑电路工作模态示意图；
图8为根据本申请实施例提供的一种可选的PFC拓扑电路工作模态示意图；
图9为根据本申请实施例提供的一种可选的PFC拓扑电路工作模态示意图；
图10为根据本申请实施例提供的一种可选的PFC拓扑电路控制模组框图；
图11为本申请实施例提供的一种可选的电子设备结构示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本申请的说明，其本身并没有特定的意义。因此，“模块”与“部件”可以混合地使用。
相关技术中，大功率有源功率因数校正拓扑电路主要有三相四开关Boost PFC电路及三相六开关Boost PFC电路。三相四开关Boost PFC电路若输出电流正半波与负半波控制方式发生变化，会造成电流波形不能跟随电压波形，正负半波不对称，电流发生畸变并存在大量偶次谐波。三相六开关Boost PFC电路每个桥臂上的两只串联开关管存在直通短路的危险，对功率驱动控制的可靠性要求较高。同时，此两种电路使用功率开关管较多，开关损耗增加，控制复杂，成本较高。此外，常用控制方法多采通电压环外环电流内环的PI双闭环控制策略，这样就会存在一个问题：即当输入电压短时间内快速变化或突变时，系统电压外环电流内环的双闭环调节不能及时响应输入电压的变化，从而造成系统的稳定性较差。
为了解决背景技术中提及的问题，根据本申请实施例的一方面，提供了一种方法的实施例。本申请提出一种新型多通道交错并联Boost PFC电路拓扑结构，由多通道交错并联Boost PFC电路与三相单开关PFC电路组成，可以有效的减少输入电流纹波，降低电路对功率开关管电流、电压应力方面的要求，减少功率开关管的电能损耗。同时，提出采用带电压前馈的双闭环平均电流数字控制方法，在系统输入端加入输入电压前馈环节，有效提高了系统对输入电压和负载快速变化时的响应速度。
根据本申请实施例的一个方面，如图1所示，本申请提供了一种PFC拓扑电路，包括：
并联谐振电路，包括两两并联的第一谐振支路、第二谐振支路以及第三谐振支路，并联谐振电路的输入端与三相PFC电路的输出端相连，并联谐振电路的输出端与负载相连，并联谐振电路用于为负载供电；
开关电路，开关电路分别与第一谐振支路、第二谐振支路以及第三谐振支路相连后，与负载并联，开关电路用于根据占空比控制信号控制第一谐振支路、第二谐振支路以及第三谐振支路中的其中之一，占空比控制信号是利用输出端的输出信号和输入端的输入信号生成的。
本申请实施例中，第一谐振支路包括第一电感L1，第二谐振支路包括第二电感L2，第三谐振支路包括第三电感L3，第一电感、第二电感以及第三电感分别与三相PFC电路的输出端相连。谐振电感L1、L2、L3中储存的能量可以保证与原边主开关管并联的电容Co完成电荷转换工作并复位原边绕组的电容电压，以实现变换器的全软开关运行。
本申请实施例中，第一电感L1所在支路为第一谐振支路，第二电感L2所在支路为第二谐振支路，第三电感L3所在支路为第三谐振支路，上述三条谐振支路两两并联，构成并联谐振电路。并联谐振电路的输入端与三相PFC电路的输出端相连，图1中电容Cin的左侧为三相PFC电路，右侧为并联谐振电路。流入并联谐振电路的总电流为iL，流经第一谐振支路的电流为iL1，流经第二谐振支路的电流为iL2，流经第三谐振支路的电流为iL3。并联谐振电路输出端的输出电压为Uo，输出端与负载RL相连。
本申请实施例中，开关电路分别与第一谐振支路、第二谐振支路以及第三谐振支路相连，且与负载RL并联，开关电路可以接收占空比控制指令，短路上述三条谐振支路中的其中一条，从而使该条支路上的电感充能，另外两条支路上的电感释能，进而使输出电压Uo一直保持恒定，增强用电设备的稳定性，减少谐波对用电设备的影响。本申请实施例中，开关管的工作频率可以为50KHz。
本申请实施例中，三相PFC电路包括第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第五二极管D5、第六二极管D6、第一相电输出Ua、第二相电输出Ub以及第三相电输出Uc。
本申请实施例中，第一二极管D1的阳极与第二二极管D2的阴极串联，第一二极管D1的阴极分别与第一电感L1、第二电感L2以及第三电感L3串联，第二二极管D2的阳极与开关电路串联，第一相电输出Ua连接至第一二极管D1的阳极；第三二极管D3的阳极与第四二极管D4的阴极串联，第三二极管D3的阴极分别与第一电感L1、第二电感L2以及第三电感L3串联，第四二极管D4的阳极与开关电路串联，第二相电输出Ub连接至第三二极管D3的阳极；第五二极管D5的阳极与第六二极管D6的阴极串联，第五二极管D5的阴极分别与第一电感L1、第二电感L2以及第三电感L3串联，第六二极管D6的阳极与开关电路串联，第三相电输出Uc连接至第五二极管D5的阳极。
本申请实施例中，第一谐振支路还包括第七二极管D7和输出电容Co，第七二极管D7的阳极与第一电感L1串联，第七二极管D7的阴极与输出电容Co串联，并联谐振电路的输出端包括第七二极管D7的阴极，输出电容Co、负载RL以及开关电路两两并联；第二谐振支路还包括第八二极管D8和输出电容Co，第八二极管D8的阳极与第二电感L2串联，第八二极管D8的阴极与输出电容Co串联，并联谐振电路的输出端包括第八二极管D8的阴极，输出电容Co、负载RL以及开关电路两两并联；第三谐振支路还包括第九二极管D9和输出电容Co，第九二极管D9的阳极与第三电感L3串联，第九二极管D9的阴极与输出电容Co串联，并联谐振电路的输出端包括第九二极管D9的阴极，输出电容Co、负载RL以及开关电路两两并联。
本申请实施例中，开关电路包括第一开关管S1、第二开关管S2以及第三开关管S3；第一开关管S1连接至第一谐振支路，用于按照占空比控制指令控制第一谐振支路；第二开关管S2连接至第二谐振支路，用于按照占空比控制指令控制第二谐振支路；第三开关管S3连接至第三谐振支路，用于按照占空比控制指令控制第三谐振支路。
本申请实施例中，第一相电输出Ua所在的支路为第一通道，第二相电输出Ub所在的支路为第二通道，第三相电输出Uc所在的支路为第三通道，第一通道、第二通道以及第三通道的移相角为120度。移相角设置为120度一方面可以使不同支路间电感电流峰-谷谐波相互抵消，减小输入电流谐波，另一方面可以使各个支路电流保持均衡。
本申请实施例中，该电路还包括纹波吸收电路，包括第四电感L4、第五电感L5、第六电感L6、滤波电容Cin以及限流电阻Rs；第四电感L4的一端与第一相电输出Ua相连，另一端连接至第一二极管D1的阳极；第五电感L5的一端与第二相电输出Ub相连，另一端连接至第三二极管D3的阳极；第六电感L6的一端与第三相电输出Uc相连，另一端连接至第五二极管D5的阳极；滤波电容Cin的一端与并联谐振电路的输入端相连，另一端与开关电路相连；限流电阻Rs的一端与开关电路相连，另一端分别与滤波电容Cin、第二二极管D2的阳极、第四二极管D4的阳极以及第六二极管D6的阳极相连。
采用本申请PFC拓扑电路，可以大幅度的减小EMI滤波器的设计难度和体积。
本申请实施例提供的PFC拓扑电路，采用交错并联技术控制不同的谐振支路，使不同的电感充能和释能，从而使输出电压一直保持恒定，解决了用电设备受谐波影响较大，稳定性低的技术问题，并且降低了电路对功率开关管电流、电压应力方面的要求，减少功率开关管的能量损耗，通过纹波吸收电路进一步减少了输出电压纹波，提高了用电设备的工作效率。
根据本申请实施例的另一方面，如图2所示，本申请提供了一种PFC拓扑电路的控制方法，包括：
步骤S201，获取输出电压、输入电压以及输入电流；
步骤S202，利用输出电压、输入电压、输入电流以及输出参考电压、输入参考电流生成占空比控制指令；
步骤S203，利用占空比控制指令控制开关电路中的目标开关管导通，以控制并联谐振电路中的目标谐振支路。
本申请技术方案采用带电压前馈的双闭环平均电流数字控制，利用输出电压Uo、输入电压Uin、输入电流iin以及输出参考电压Uref、输入参考电流iref生成占空比控制指令，以控制开关电路中的开关管S1、S2、S3的导通和关断，开关管导通时短路对应的谐振支路，使该支路上的电感充能，其余两条支路上的电感释能，如此在用电设备不同的工作模式下逐一短路谐振支路，使并联谐振电路的输出电压Uo始终保持恒定不变，增强用电设备的稳定性。
本申请提供的PFC拓扑电路的控制方法可由微控制器执行。
如图3所示，电压检测设备测量输入三相PFC电路的输入电压，电流检测设备测量输入三相PFC电路的输入电流，另有一个电压检测设备测量输出电压，微控制器(MCU)根据输入电压、输入电流、输出电压以及输出参考电压、输入参考电流生成采用带电压前馈的双闭环控制得到的占空比，将该占空比与PWM发生器中的三角载波进行对比，得到占空比控制指令，控制指令使驱动电路带动开关管S1、S2、S3动作，从而随着占空比的变化，输入电流波形随之变化，以达到理想的系统控制效果。
可选地，步骤S202利用输出电压、输入电压、输入电流以及输出参考电压、输入参考电流生成占空比控制指令包括：
步骤1，在输出电压与输入电流不同相的情况下，将输出电压减去输出参考电压，得到第一电压偏差。
本申请实施例中，输出电压与输入电流不同相，说明电路受谐波影响，需要进行调节。上述第一电压偏差为Uo-Uref＝eu1。
步骤2，将第一电压偏差输入电压环的积分比例控制器，得到电压环的积分比例控制器输出的调节信号。
本申请实施例中，采用双闭环控制，首先将第一电压偏差eu输入电压外环的PI控制器，得到调节信号vc。
步骤3，将调节信号与输入电压相乘，得到输入参考电流。
本申请实施例中，通过vc*Uin，得到输入参考电流iref。输入电流可以是经过半波整流的市电电压。
步骤4，将输入电流减去输入参考电流，得到电流偏差。即iin-iref＝ei。
步骤5，将电流偏差输入电流环的积分比例控制器，得到电流环的积分比例控制器输出的第一占空比。
本申请实施例中，将电流偏差ei输入电流内环的PI控制器，可以得到经过双闭环控制(即电压外环、电流内环)输出的第一占空比d1。可以利用第一占空比d1生成该占空比控制指令，即将第一占空比d1和PWM发生器中高频三角波进行比较，最终输出功率开关器件的控制脉冲信号，即占空比控制指令，占空比控制指令控制开关管S1、S2、S3的导通和关断，从而达到系统有源功率因数校正的目的。
进一步地，可以采用电压前馈进行控制。
步骤6，将输入电压减去输出参考电压，得到第二电压偏差。即Uin-Uref＝eu2。
步骤7，将第二电压偏差除以输出参考电压，得到第二占空比，即eu2/Uref，得到第二占空比d2。
步骤8，利用第一占空比与第二占空比的和确定占空比控制指令。即d1+d2＝d，将d和PWM发生器中高频三角波进行比较，最终输出功率开关器件的控制脉冲信号，即占空比控制指令，占空比控制指令控制开关管S1、S2、S3的导通和关断，从而达到系统有源功率因数校正的目的。
下面在具体的实施例中对PFC拓扑电路的工作模态进行说明。
PFC拓扑电路的工作过程一共存在3个阶段：占空比D<1/3阶段；占空比1/3<D<2/3阶段；占空比D>2/3阶段。三个工作阶段中PFC拓扑电路的工作模态类似，仅不同占空比下电路的电感电流及总电流波形有所差异，并且占空比D<1/3时波形更加平滑，因此以占空比D<1/3阶段为例进行分析。
线电压Uab使能阶段，根据占空比控制指令，开关管S1、S2、S3有两种状态，即第一工作模态：S1导通，S2、S3关断和第二工作模态：S1、S2、S3均关断。
如图4所示，第一工作模态下，S1导通，S2、S3关断，电源Ud仅向电感L1充电，L1储能，L2、L3释放能量，电感电流iL1线性上升，其电感电压等于电源电压Ud；L2、L3相互并联，并同时向负载RL提供能量，以及给输出电容Co充电，电感电流iL2和iL3呈线性下降，输出电压Uo依然保持不变。
如图5所示，第二工作模态下，S1、S2、S3均关断，L1、L2、L3释放能量，L1、L2、L3相互并联，并同时向负载RL提供能量，以及给输出电容Co充电，电感电流iL1、iL2和iL3呈线性下降，输出电压Uo依然保持不变。
线电压Uac使能阶段，根据占空比控制指令，开关管S1、S2、S3有两种状态，即第三工作模态：S2导通，S1、S3关断和第四工作模态：S1、S2、S3均关断。
如图6所示，第三工作模态下，S2导通，S1、S3关断，电源Ud仅向电感L2充电，L2储能，L1、L3释放能量，电感电流iL2线性上升，其电感电压等于电源电压Ud；L1、L3相互并联，并同时向负载RL提供能量，以及给输出电容Co充电，电感电流iL1和iL3呈线性下降，输出电压Uo依然保持不变。
如图7所示，第四工作模态下，S1、S2、S3均关断，L1、L2、L3释放能量，L1、L2、L3相互并联，并同时向负载RL提供能量，以及给输出电容Co充电，电感电流iL1、iL2和iL3呈线性下降，输出电压Uo依然保持不变。
线电压Ubc使能阶段，根据占空比控制指令，开关管S1、S2、S3有两种状态，即第五工作模态：S3导通，S1、S2关断和第二工作模态：S1、S2、S3均关断。
如图8所示，第五工作模态下，S3导通，S1、S2关断，电源Ud仅向电感L3充电，L3储能，L1、L2释放能量，电感电流iL3线性上升，其电感电压等于电源电压Ud；L1、L2相互并联，并同时向负载RL提供能量，以及给输出电容Co充电，电感电流iL1和iL2呈线性下降，输出电压Uo依然保持不变。
如图9所示，第六工作模态下，S1、S2、S3均关断，L1、L2、L3释放能量，L1、L2、L3相互并联，并同时向负载RL提供能量，以及给输出电容Co充电，电感电流iL1、iL2和iL3呈线性下降，输出电压Uo依然保持不变。
根据本申请实施例的又一方面，如图10所示，提供了一种PFC拓扑电路的控制模组，包括：
获取模块1001，用于获取输出电压、输入电压以及输入电流；
生成模块1002，用于利用输出电压、输入电压、输入电流以及输出参考电压、输入参考电流生成占空比控制指令；
控制模块1003，用于利用占空比控制指令控制开关电路中的目标开关管导通，以控制并联谐振电路中的目标谐振支路。
需要说明的是，该实施例中的获取模块1001可以用于执行本申请实施例中的步骤S201，该实施例中的生成模块1002可以用于执行本申请实施例中的步骤S202，该实施例中的控制模块1003可以用于执行本申请实施例中的步骤S203。
此处需要说明的是，上述模块与对应的步骤所实现的示例和应用场景相同，但不限于上述实施例所公开的内容。需要说明的是，上述模块作为装置的一部分可以运行在如图1所示的硬件环境中，可以通过软件实现，也可以通过硬件实现。
可选地，该生成模块，具体用于：
在输出电压与输入电流不同相的情况下，将输出电压减去输出参考电压，得到第一电压偏差；
将第一电压偏差输入电压环的积分比例控制器，得到电压环的积分比例控制器输出的调节信号；
将调节信号与输入电压相乘，得到输入参考电流；
将输入电流减去输入参考电流，得到电流偏差；
将电流偏差输入电流环的积分比例控制器，得到电流环的积分比例控制器输出的第一占空比；
将输入电压减去输出参考电压，得到第二电压偏差；
将第二电压偏差除以输出参考电压，得到第二占空比；
利用第一占空比与第二占空比的和确定占空比控制指令。
根据本申请实施例的另一方面，本申请提供了一种电子设备，如图11所示，包括存储器1101、处理器1103、通信接口1105及通信总线1107，存储器1101中存储有可在处理器1103上运行的计算机程序，存储器1101、处理器1103通过通信接口1105和通信总线1107进行通信，处理器1103执行计算机程序时实现上述方法的步骤。
上述电子设备中的存储器、处理器通过通信总线和通信接口进行通信。所述通信总线可以是外设部件互连标准(Peripheral Component Interconnect，简称PCI)总线或扩展工业标准结构(Extended Industry Standard Architecture，简称EISA)总线等。该通信总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。
存储器可以包括随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)，也可以包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。可选的，存储器还可以是至少一个位于远离前述处理器的存储装置。
上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processing，简称DSP)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，简称ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
根据本申请实施例的又一方面还提供了一种具有处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读介质。
可选地，在本申请实施例中，计算机可读介质被设置为存储用于所述处理器执行以下步骤的程序代码：
获取输出电压、输入电压以及输入电流；
利用输出电压、输入电压、输入电流以及输出参考电压、输入参考电流生成占空比控制指令；
利用占空比控制指令控制开关电路中的目标开关管导通，以控制并联谐振电路中的目标谐振支路。
可选地，本实施例中的具体示例可以参考上述实施例中所描述的示例，本实施例在此不再赘述。
本申请实施例在具体实现时，可以参阅上述各个实施例，具有相应的技术效果。
可以理解的是，本文描述的这些实施例可以用硬件、软件、固件、中间件、微码或其组合来实现。对于硬件实现，处理单元可以实现在一个或多个专用集成电路(ApplicationSpecific Integrated Circuits，ASIC)、数字信号处理器(Digital Signal Processing，DSP)、数字信号处理设备(DSP Device，DSPD)、可编程逻辑设备(Programmable LogicDevice，PLD)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)、通用处理器、控制器、微控制器、微处理器、用于执行本申请所述功能的其它电子单元或其组合中。
对于软件实现，可通过执行本文所述功能的单元来实现本文所述的技术。软件代码可存储在存储器中并通过处理器执行。存储器可以在处理器中或在处理器外部实现。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种PFC拓扑电路，其特征在于，包括：
并联谐振电路，包括两两并联的第一谐振支路、第二谐振支路以及第三谐振支路，所述并联谐振电路的输入端与三相PFC电路的输出端相连，所述并联谐振电路的输出端与负载相连，所述并联谐振电路用于为所述负载供电；
开关电路，所述开关电路分别与所述第一谐振支路、第二谐振支路以及第三谐振支路相连后，与所述负载并联，所述开关电路用于根据占空比控制信号控制所述第一谐振支路、第二谐振支路以及第三谐振支路中的其中之一，所述占空比控制信号是利用所述输出端的输出信号和所述输入端的输入信号生成的；
所述第一谐振支路包括第一电感，所述第二谐振支路包括第二电感，所述第三谐振支路包括第三电感，所述第一电感、第二电感以及第三电感分别与所述三相PFC电路的输出端相连；
所述开关电路包括第一开关管、第二开关管以及第三开关管，所述第一开关管连接至所述第一谐振支路，所述第二开关管连接至所述第二谐振支路，所述第三开关管连接至所述第三谐振支路；
所述占空比控制信号用于控制所述第一开关管、第二开关管以及第三开关管逐一导通，以逐一短路所述第一谐振支路、第二谐振支路以及第三谐振支路，从而使被短路的支路上的电感充能，另外两条支路上的电感释能，进而使输出电压一直保持恒定，包括：
在线电压Uab使能阶段，根据所述占空比控制信号控制所述第一开关管、第二开关管以及第三开关管工作于第一工作模态或第二工作模态，其中，所述第一工作模态为所述第一开关管导通、所述第二开关管和所述第三开关管关断，所述第二工作模态为所述第一开关管、第二开关管以及第三开关管均关断；
在线电压Uac使能阶段，根据所述占空比控制信号控制所述第一开关管、第二开关管以及第三开关管工作于第三工作模态或第四工作模态，其中，所述第三工作模态为所述第二开关管导通、所述第一开关管和所述第三开关管关断，所述第四工作模态为所述第一开关管、第二开关管以及第三开关管均关断；
在线电压Ubc使能阶段，根据所述占空比控制信号控制所述第一开关管、第二开关管以及第三开关管工作于第五工作模态或第六工作模态，其中，所述第五工作模态为所述第三开关管导通、所述第一开关管和所述第二开关管关断，所述第六工作模态为所述第一开关管、第二开关管以及第三开关管均关断；
其中，所述第一开关管、第二开关管以及第三开关管工作于所述第一工作模态至第六工作模态任一时，所述输出电压保持恒定。
2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述三相PFC电路包括第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管、第六二极管、第一相电输出、第二相电输出以及第三相电输出。
3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，
所述第一二极管的阳极与所述第二二极管的阴极串联，所述第一二极管的阴极分别与所述第一电感、第二电感以及第三电感串联，所述第二二极管的阳极与所述开关电路串联，所述第一相电输出连接至所述第一二极管的阳极；
所述第三二极管的阳极与所述第四二极管的阴极串联，所述第三二极管的阴极分别与所述第一电感、第二电感以及第三电感串联，所述第四二极管的阳极与所述开关电路串联，所述第二相电输出连接至所述第三二极管的阳极；
所述第五二极管的阳极与所述第六二极管的阴极串联，所述第五二极管的阴极分别与所述第一电感、第二电感以及第三电感串联，所述第六二极管的阳极与所述开关电路串联，所述第三相电输出连接至所述第五二极管的阳极。
4.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，
所述第一谐振支路还包括第七二极管和输出电容，所述第七二极管的阳极与所述第一电感串联，所述第七二极管的阴极与所述输出电容串联，所述并联谐振电路的输出端包括所述第七二极管的阴极，所述输出电容、所述负载以及所述开关电路两两并联；
所述第二谐振支路还包括第八二极管和所述输出电容，所述第八二极管的阳极与所述第二电感串联，所述第八二极管的阴极与所述输出电容串联，所述并联谐振电路的输出端包括所述第八二极管的阴极，所述输出电容、所述负载以及所述开关电路两两并联；
所述第三谐振支路还包括第九二极管和所述输出电容，所述第九二极管的阳极与所述第三电感串联，所述第九二极管的阴极与所述输出电容串联，所述并联谐振电路的输出端包括所述第九二极管的阴极，所述输出电容、所述负载以及所述开关电路两两并联。
5.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，第一相电输出所在的支路为第一通道，第二相电输出所在的支路为第二通道，第三相电输出所在的支路为第三通道，所述第一通道、第二通道以及第三通道的移相角为120度。
6.根据权利要求2至5任一所述的电路，其特征在于，所述电路还包括纹波吸收电路，包括第四电感、第五电感、第六电感、滤波电容以及限流电阻；
其中，所述第四电感的一端与第一相电输出相连，另一端连接至第一二极管的阳极；
所述第五电感的一端与第二相电输出相连，另一端连接至第三二极管的阳极；
所述第六电感的一端与第三相电输出相连，另一端连接至第五二极管的阳极；
所述滤波电容的一端与所述并联谐振电路的输入端相连，另一端与所述开关电路相连；
所述限流电阻的一端与所述开关电路相连，另一端分别与所述滤波电容、第二二极管的阳极、第四二极管的阳极以及第六二极管的阳极相连。
7.一种PFC拓扑电路的控制方法，其特征在于，包括：
获取输出电压、输入电压以及输入电流；
利用所述输出电压、所述输入电压、所述输入电流以及输出参考电压、输入参考电流生成占空比控制指令；
利用所述占空比控制指令控制开关电路中的目标开关管导通，以控制并联谐振电路中的目标谐振支路，其中，所述并联谐振电路包括两两并联的第一谐振支路、第二谐振支路以及第三谐振支路，所述第一谐振支路包括第一电感，所述第二谐振支路包括第二电感，所述第三谐振支路包括第三电感，所述开关电路包括第一开关管、第二开关管以及第三开关管，所述第一开关管连接至所述第一谐振支路，所述第二开关管连接至所述第二谐振支路，所述第三开关管连接至所述第三谐振支路；
所述利用所述占空比控制指令控制开关电路中的目标开关管导通，以控制所述并联谐振电路中的目标谐振支路包括：控制所述第一开关管、第二开关管以及第三开关管逐一导通，以逐一短路所述第一谐振支路、第二谐振支路以及第三谐振支路，从而使被短路的支路上的电感充能，另外两条支路上的电感释能，进而使输出电压一直保持恒定，包括：
在线电压Uab使能阶段，根据所述占空比控制信号控制所述第一开关管、第二开关管以及第三开关管工作于第一工作模态或第二工作模态，其中，所述第一工作模态为所述第一开关管导通、所述第二开关管和所述第三开关管关断，所述第二工作模态为所述第一开关管、第二开关管以及第三开关管均关断；
在线电压Uac使能阶段，根据所述占空比控制信号控制所述第一开关管、第二开关管以及第三开关管工作于第三工作模态或第四工作模态，其中，所述第三工作模态为所述第二开关管导通、所述第一开关管和所述第三开关管关断，所述第四工作模态为所述第一开关管、第二开关管以及第三开关管均关断；
在线电压Ubc使能阶段，根据所述占空比控制信号控制所述第一开关管、第二开关管以及第三开关管工作于第五工作模态或第六工作模态，其中，所述第五工作模态为所述第三开关管导通、所述第一开关管和所述第二开关管关断，所述第六工作模态为所述第一开关管、第二开关管以及第三开关管均关断；
其中，所述第一开关管、第二开关管以及第三开关管工作于所述第一工作模态至第六工作模态任一时，所述输出电压保持恒定。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，利用所述输出电压、所述输入电压、所述输入电流以及输出参考电压、输入参考电流生成占空比控制指令包括：
在所述输出电压与所述输入电流不同相的情况下，将所述输出电压减去所述输出参考电压，得到第一电压偏差；
将所述第一电压偏差输入电压环的积分比例控制器，得到所述电压环的积分比例控制器输出的调节信号；
将所述调节信号与所述输入电压相乘，得到所述输入参考电流；
将所述输入电流减去所述输入参考电流，得到电流偏差；
将所述电流偏差输入电流环的积分比例控制器，得到所述电流环的积分比例控制器输出的第一占空比；
将所述输入电压减去所述输出参考电压，得到第二电压偏差；
将所述第二电压偏差除以所述输出参考电压，得到第二占空比；
利用所述第一占空比与所述第二占空比的和确定所述占空比控制指令。
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