CN113872430B - 功率因素校正电路及其电流过零畸变抑制方法、空调器 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种功率因素校正电路及其电流过零畸变抑制方法、空调器，在输入电压处于电压过零点死区时，能够根据输入电压和预设权重计算模型得到电流带宽权重，之后利用电流带宽权重进行带宽补偿，得到补偿后的电流环带宽并进行开关器件的控制。该方案在电压过零点死区范围内具备带宽自补偿功能，从而可以更好的跟踪输入电压的变化，提升功率因数，大大降低谐波含量，有效抑制输入电流的过零点畸变现象。上述进行电流过零畸变抑制时，不需要增加过零检测电路即可实现，因此可以有效降低电路成本，易于电路实现，并且不会由于过零检测电路的存在而引入相差，从而更加有利于实现精确控制。

Description

功率因素校正电路及其电流过零畸变抑制方法、空调器
技术领域
本申请涉及电路控制技术领域，特别是涉及一种功率因素校正电路及其电流过零畸变抑制方法、空调器。
背景技术
随着电力电子装置的广泛应用，电网中的谐波电流越来越大，对电网本身和其它用电设备带来了一系列的危害。功率因素校正(Power Factor Correction，PFC)技术由于能够提高用电质量、改善设备运行条件、节约电能以及降低生产成本等优点，越来越受到人们的关注。PFC变换器在输入电压过零时，电感电流上升率很小，电感电流很难跟踪上基准电流，因此输入电流在输入电压过零时会发生畸变。
目前，通常采用增加过零检测电路的方式来改善PFC变换器中电流畸变的现象。虽然该种方式能够实时跟踪电压过零点，在此基础上利用锁相环技术或者前馈电流控制等不断缩小电流和电压的相位差。但是过零检测电路的设置大大增加了电路成本，同时过零检测电路都是在整流桥后面进行检测，很容易引入相差。
发明内容
基于此，有必要针对传统的PFC变换器电流畸变改善方式成本高和容易引入相差的问题，提供一种功率因素校正电路及其电流过零畸变抑制方法、空调器。
一种功率因素校正电路的电流过零畸变抑制方法，包括：获取功率因素校正电路的输入电压；当所述输入电压处于电压过零点死区时，根据所述输入电压和预设权重计算模型得到电流带宽权重；根据所述电流带宽权重进行带宽补偿，得到补偿后的电流环带宽；根据所述补偿后的电流环带宽对所述功率因素校正电路的开关器件进行通断控制。
在一个实施例中，所述根据所述补偿后的电流环带宽对所述功率因素校正电路的开关器件进行通断控制的步骤，包括：获取功率因素校正电路的输入电流和输出电压；根据所述输出电压和所述输入电压得到输入电流给定值；根据所述输入电流给定值、所述输入电流和所述补偿后的电流环带宽进行比例积分调节，得到指令电压；根据所述指令电压和预设三角载波信号进行比较分析，得到脉冲宽度调制信号，并输出至所述功率因素校正电路的开关器件。
在一个实施例中，所述根据所述输出电压和所述输入电压得到输入电流给定值的步骤，包括：根据所述输出电压和预设指令电压进行分析，得到输出控制量；根据所述输出控制量和所述输入电压，得到输入电流给定值。
在一个实施例中，所述根据所述输入电流给定值、所述输入电流和所述补偿后的电流环带宽进行比例积分调节，得到指令电压的步骤，包括：根据输入电流给定值和所述输入电流得到误差值；根据所述补偿后的电流环带宽得到比例积分调节所需的比例系数和积分系数；根据所述误差值、所述比例系数和所述积分系数进行比例积分调节，得到指令电压。
在一个实施例中，所述根据所述补偿后的电流环带宽得到比例积分调节所需的比例系数和积分系数的步骤，包括：根据所述补偿后的电流环带宽和预设阻尼系数得到系统自然震荡频率；根据所述功率因素校正电路的电感值和所述系统自然震荡频率，得到比例积分调节所需的积分系数；根据所述功率因素校正电路的电感值、所述系统自然震荡频率和预设阻尼系数，得到比例积分调节所需的比例系数。
在一个实施例中，所述根据所述电流带宽权重进行带宽补偿，得到补偿后的电流环带宽的步骤，包括：根据所述电流带宽权重和预设电流环带宽进行计算，得到补偿后的电流环带宽。
在一个实施例中，所述获取功率因素校正电路的输入电压的步骤之后，还包括：当所述输入电压未处于电压过零点死区时，根据预设电流环带宽对所述功率因素校正电路的开关器件进行通断控制。
在一个实施例中，所述预设权重计算模型为：其中，k为电流带宽权重，k1为带宽补偿参数，Δu为电压过零点死区对应的阈值，u为输入电压。
一种功率因素校正电路，包括整流桥电路、第一电容、开关器件、电感、二极管、第二电容和控制器，所述整流桥电路用于连接电源，所述第一电容的第一端和第二端分别连接所述整流桥电路，所述第一电容的第一端连接所述电感的第一端，所述电感的第二端连接所述开关器件的第一端和所述二极管的阳极，所述开关器件的第二端连接所述第一电容的第二端，所述第二电容的第二端接地，所述二极管的阴极连接所述第二电容的第一端，所述第二电容的第二端连接所述开关器件的第二端，所述第二电容的第一端和第二端分别用于连接外部负载，所述电感的第一端、所述二极管的阴极和所述开关器件的控制端分别连接所述控制器，所述控制器用于根据上述的方法进行电流过零畸变抑制。
一种空调器，包括上述的功率因素校正电路。
上述功率因素校正电路及其电流过零畸变抑制方法、空调器，在输入电压处于电压过零点死区时，能够根据输入电压和预设权重计算模型得到电流带宽权重，之后利用电流带宽权重进行带宽补偿，得到补偿后的电流环带宽并进行开关器件的控制。该方案在电压过零点死区范围内具备带宽自补偿功能，从而可以更好的跟踪输入电压的变化，提升功率因数，大大降低谐波含量，有效抑制输入电流的过零点畸变现象。上述进行电流过零畸变抑制时，不需要增加过零检测电路即可实现，因此可以有效降低电路成本，易于电路实现，并且不会由于过零检测电路的存在而引入相差，从而更加有利于实现精确控制。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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为一实施例中功率因素校正电路的电流过零畸变抑制方法流程示意图；
图2为一实施例中功率因素校正电路结构示意图；
图3为一实施例中电压过零点死区示意图；
图4为另一实施例中电流过零畸变抑制方法流程示意图；
图5为一实施例中电压电流双环控制示意图；
图6为一实施例中输入电流给定值分析流程示意图；
图7为一实施例中指令电压分析流程示意图；
图8为一实施例中内环电流环控制的二阶系统示意图；
图9为又一实施例中电流过零畸变抑制方法流程示意图；
图10为再一实施例中电流过零畸变抑制方法流程示意图；
图11为一实施例中电流带宽加权补偿曲线示意图；
图12为使用本申请的技术方案前的电流波形效果图；
图13为使用本申请的技术方案时的电流波形效果图。
具体实施方式
为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的较佳的实施例。但是，本申请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申请的公开内容的理解更加透彻全面。
请参阅图1，一种功率因素校正电路的电流过零畸变抑制方法，包括步骤S100、步骤S200、步骤S300和步骤S400。
步骤S100，获取功率因素校正电路的输入电压。
具体地，功率因数指的是有效功率与总耗电量(视在功率)之间的关系，也就是有效功率除以总耗电量(视在功率)的比值，基本上功率因数可以衡量电力被有效利用的程度，当功率因数值越大，代表其电力利用率越高。由于电子电力技术的发展，导致电网中的谐波电流越来越大，严重影响电网和用电设备的安全，功率因素校正电路应运而生。研究表明，电感大小和电流环的相位差是影响高频输入下过零畸变严重的根本原因。由于受储能电感体积的限制，在功率因素校正电路中控制开关器件的脉冲是固定高频的脉冲宽度调制信号(PWM，Pulse Width Modulation)，通常这种信号频率在几十千到几百千赫兹之间，这种方式虽然可以实现减小谐波的目的，但是高频的通断显然会减少开关器件的使用寿命，增加成本，增加维护难度。常见的处理办法有增加过零检测电路，过零检测电路是功率因素校正系统的同步点，这一点的实时性和可靠性直接影响系统的整体性能，在现行的功率因素校正模块中，过零检测电路都是在整流桥后面进行检测的，这样做易于电路实现，但是会引入相差，不利于精确控制。
本申请基于现阶段功率因素校正电路的缺陷，提出一种基于过零点电流带宽权重比调节的控制策略，在电压过零点死区范围内设置带宽自补偿功能，可以较好跟踪输入电压的变化，提升功率因数，大大降低谐波含量。同时，无需增加过零检测电路，还可以有效降低电路成本。
本实施例所提供的电流过零畸变抑制方法，控制器首先获取功率因素校正电路的输入电压。应当指出的是，对于不同类型的功率因素校正电路，输入电压的获取位置也会有所区别，为了便于理解本申请的各个实施例，下面以Boost PFC转换器电路为例进行解释说明。具体电路图如图2所示，在该种电路结构下，功率因素校正电路的输入电压即为外部交流电源经过整流桥电路10等，进行整流、滤波处理后，流入电感的电压值。
可以理解，输入电压的获取方式并不是唯一的，在一个实施例中，可以直接通过电压采样电路或者电压传感器等实现，之后只需将采样得到的输入电压值传输至控制器即可。在其它实施例中，还可以是控制器具备电压采样功能，利用控制器直接接入电感L与第一电容Cin之间，实现输入电压的采样获取操作。
步骤S200，当输入电压处于电压过零点死区时，根据输入电压和预设权重计算模型得到电流带宽权重。
具体地，预设权重计算模型表征电压过零点死区范围内，输入电压与电流带宽权重的对应关系。电压过零点死区指的是由于输入电压过零点时输入电流发生畸变对应的输入电压阈值区间，具体可结合参阅图3，以其中一个周期为例进行解释说明，输入电压为-Δu到Δu时对应的区间，即为电压过零点死区。在实际应用场景中，电压过零点死区可结合实际情况进行确定，并预存在控制器中，当需要进行电流过零畸变抑制时，直接调用即可。可以理解，在每一个电压周期均存在电压过零点死区，因此，在每一电压周期均需要根据本申请的电流过零畸变抑制方法进行抑制。
在控制器获取功率因素校正电路的输入电压之后，将会把输入电压与预存的电压过零点死区进行比较分析，判断当前输入电压是否处于电压过零点死区所对应的电压阈值区间内。若处于该区间内，说明此时会发生电流过零畸变，此时为了抑制这种情况的发生，控制器将结合预设权重计算模型进行分析，得到电流带宽权重后，进行过零点电流带宽权重比调节。
步骤S300，根据电流带宽权重进行带宽补偿，得到补偿后的电流环带宽。
具体地，控制器在进行过零点电流带宽权重比调节时，在结合预设权重计算模型计算得到电流带宽权重，将会结合电流带宽权重进行带宽补偿，得到可以较好跟踪输入电压的变化的电流环带宽，最终结合补偿后的电流环带宽实现过零点电流带宽权重比调节。
步骤S400，根据补偿后的电流环带宽对功率因素校正电路的开关器件进行通断控制。
具体地，控制器在得到补偿后的电流环带宽之后，将补偿后的电流环带宽代入相关的控制算法中，利用补偿后的电流环带宽进行分析计算，最终向功率因素校正电路的开关器件输入与补偿后的电流环带宽相匹配的控制信号，进行开关器件的通断控制。通过该方案，在电压过零点死区范围内电流带宽按权重比调节，实现自补偿功能，使得输入电流很好地跟踪输入电压的变化，大大降低过零点的电流波形畸变，提升功率因数。
请参阅图4，在一个实施例中，步骤S400包括步骤S410、步骤S420、步骤S430和步骤S440。
步骤S410，获取功率因素校正电路的输入电流和输出电压；步骤S420，根据输出电压和输入电压得到输入电流给定值；步骤S430，根据输入电流给定值、输入电流和补偿后的电流环带宽进行比例积分调节，得到指令电压；步骤S440，根据指令电压和预设三角载波信号进行比较分析，得到脉冲宽度调制信号，并输出至功率因素校正电路的开关器件。
具体地，在该实施例中，在结合补偿后的电流环带宽进行开关管的通断控制时，还需要进一步获取功率因素校正电路的输入电流以及输出电压，具体可结合参阅图2，控制器接入第一电容Cin与电感L之间进行输入电压Uin与输入电流Iin的获取，同时接入二极管Ds的阴极进行输出电压Uo的获取操作。可以理解，输入电流Iin以及输出电压Uo的获取方式均不是唯一的，与上述输入电压Uin的获取相类似，可以是通过外部器件实现，也可以是控制器自身具备采样功能，通过控制器自身进行采样得到，例如A/D采样等。
请结合参阅图5，在获取输入电压、输入电流以及输出电压之后，该实施例的方案基于电压电流双环控制策略，根据输入电压、输入电流和输出电压等控制量，计算整理后，最终输出脉冲宽度调制信号对开关器件进行控制。通过控制开关器件的通断，使得输入电流的波形逼近正弦波，同时与输入电压波形保持同相位。其中，外环电压环的作用是保持输出电压恒定，而内环电流环的调整则保证输入电流跟随输入电压呈正弦形状变化。外环电压环结合输出电压进行分析，可得到用于内环电流环控制的输入电流给定值，最终内环电流环结合输入电流给定值、输入电流值，以及过零点电流带宽权重比调节的控制策略得到的补偿后的电流环带宽进行比例积分调节，可得到对应的指令电压。最终控制器根据指令电压以及预设三角载波信号进行比较分析，即可输出PWM信号进行开关管的通断控制。
请参阅图6，在一个实施例中，步骤S420包括步骤S421和步骤S422。
步骤S421，根据输出电压和预设指令电压进行分析，得到输出控制量；步骤S422，根据输出控制量和输入电压，得到输入电流给定值。
具体地，请结合参阅图5，预设指令电压即预期达到的指令电压，也就是在功率因素校正电路中所期望的输出电压保持恒定的对应值。本实施例的方案，外环电压环控制过程中，控制器在得到通过A/D采样得到输出电压U0之后，将U0以及预设指令电压Uref一起作为输入量进行求差计算，得到两者的差值后进行电压比例积分调节，最终得到输出控制量后，将输出控制器量与A/D采样获取的输入电流值相乘，得到正弦形状的电压包络，送给内环电流环作为其电流给定，也即作为输入电流给定值。最终内环电流环则以此输入电流给定值作为基准，通过电流控制环节的调整保证输入电流跟随输入电压呈正弦形状变化。
请参阅图7，在一个实施例中，步骤S430包括步骤S431、步骤S432和步骤S433。
步骤S431，根据输入电流给定值和输入电流得到误差值；步骤S432，根据补偿后的电流环带宽得到比例积分调节所需的比例系数和积分系数；步骤S433，根据误差值、比例系数和积分系数进行比例积分调节，得到指令电压。
具体地，内环电流环控制的二阶系统传递函数如图8所示，结合该传递函数可以推导出Kpc＝2ζωnL以及Kic＝Lωn 2，其中，Kpc表示比例系数，Kic表示积分系数，L表示功率因素校正电路的电感，ωn表示系统自然振荡频率，ζ表示阻尼系数。而系统自然震荡频率，与电流环带宽成正比关系，因此在该实施例中，可通过对电流环带宽的自补偿调节，改变系统自然震荡频率，进而改变内环电流环控制的二阶系统传递函数中的比例系数与积分系数，最终使得控制器在结合比例系数与积分系数进行比例积分调节时，所得到的指令电压也会结合当前功率因素校正电路的实际情况进行改变，进而最终保证输入电流跟随输入电压呈正弦形状变化。
请结合参阅图5，在内环电流控制中，当接收到来自电压外环的输入电流给定值之后，将会结合输入电流给定值以及A/D采样得到的输入电流作差，得到两者的误差值。之后将该误差值输送至PI控制模块，结合调整后的比例系数。积分系数进行比例积分调节，得到指令电压。
在一个实施例中，步骤S432包括：根据补偿后的电流环带宽和预设阻尼系数得到系统自然震荡频率；根据功率因素校正电路的电感值和系统自然震荡频率，得到比例积分调节所需的积分系数；根据功率因素校正电路的电感值、系统自然震荡频率和预设阻尼系数，得到比例积分调节所需的比例系数。
具体地，在比例积分调节中，电流环带宽大小直接影响控制器的比例积分环节作用效果。比例环节的作用是对偏差瞬间做出反应，Kpc越大系统对误差的调节作用越大，系统响应越快；Kpc越小，系统对误差的响应比较迟缓。积分环节主要用于消除静差，提高系统的无差度，积分系数Kic越大，系统的稳态误差会变小。
如上述实施例所示，比例系数以及积分系数与电感L以及系统自然振荡频率相关，而系统自然振荡频率则与电流环带宽呈正比关系。因此，在该实施例中，为了得到当前电流过零畸变抑制时所需的比例系数与积分系数，首先需要结合补偿后的电流环带宽进行分析，得到系统自然振荡频率。
在一个较为详细的实施例中，系统自然振荡频率与电流环带宽的关系为：其中，ωn表示系统自然振荡频率，ζ表示阻尼系数，ωc表示电流环带宽，具体为补偿后的电流环带宽。因此，ζ为已知量，因此，只需要将ωc代入相应的计算模型，即可得到系统自然振荡频率ωn。之后在分别将系统自然振荡频率ωn代入Kpc＝2ζωnL以及Kic＝Lωn 2，即可以得到最终所需的比例系数与积分系数。
请参阅图9，在一个实施例中，步骤S300包括步骤S310。
步骤S310，根据电流带宽权重和预设电流环带宽进行计算，得到补偿后的电流环带宽。
具体地，预设电流环带宽即为不涉及过零点校准时，用来进行开关器件通断控制时的电流环带宽。当输入电压处于电压过零点死区，控制器根据分析得到的电流带宽权重和预设电流环带宽进行计算，得到补偿后的电流环带宽，在电压电流双环控制中，利用补偿后的电流环带宽进行开关管的通断控制。而当输入电压没有处于电压过零点死区时，则在电压电流双环控制中，只需要利用预设电流环带宽进行开关管的通断控制即可。
请参阅图10，在一个实施例中，步骤S100之后，该方法还包括步骤S500。
步骤S500，当输入电压未处于电压过零点死区时，根据预设电流环带宽对功率因素校正电路的开关器件进行通断控制。
具体地，控制器在得到功率因素校正电路的输入电压进行分析时，还会出现输入电压未处于电压过零点死区的情况，如上所示，在该种状态下不会发生电流过零畸变，因此，此时不需要对电流环带宽进行自补偿，直接利用预存的预设电流环带宽进行电压电流双环控制，最终向开关器件输入脉冲宽度调制信号进行控制即可。
应当指出的是，预设权重计算模型并不是唯一的，在一个较为详细的实施例中，预设权重计算模型为：其中，k为电流带宽权重，k1为带宽补偿参数，Δu为电压过零点死区对应的阈值，u为输入电压。
具体地，带宽补偿参数k1的大小影响了带宽补偿的幅度，具体设置为何种大小并不是唯一的，可根据实际调试过程过零点畸变改善情况及输入电压频率的变化可更改，例如，一个实施例中，可设置为2或者3等。在其它实施例中，为了保证控制的精确性，该带宽补偿参数k1还可以通过大量实验深入分析后设置为自适应调节变量。应当指出的是，当输入电压未处于电压过零点死区时，不需要对电流环带宽进行加权补偿，可以等效理解为此时的补偿权重为1，因此有下式成立：
相应的电流带宽加权补偿曲线如图11所示，在实际电流过零畸变抑制操作中，只需要结合每一电压周期中，输入电压值与电压过零点死区的关系，代入相应的电流带宽权重进行补偿分析，控制开关器件的通断，以使输入电流可以较好地跟踪输入电压的变化，避免产生严重过零畸变即可。
针对上述实施例所示的电流过零畸变抑制方法进行了实验验证，单相220V/50Hz电源输入，同一空调外机负载工作于2.5KW功率的测试条件下，图12、图13分别为同样条件下本申请的技术方案实施前后的电流波形效果图，可看出电流波形在电压过零点附近有明显改善，畸变程度大大减小。总谐波畸变率也从原来的8.27％降到了3.39％，各次谐波含量符合标准要求，谐波测试合格。
应当指出的是，在一个实施例中，基于本申请所提供的电流过零畸变抑制方法，在功率因素校正电路中还可以同时加入过零检测电路，实现过零点的闭环追踪控制，该过零检测电路与本申请所提供的电流过零畸变抑制方法共同进行，具有更佳的抑制效果。
可以理解，在一个较为详细的实施例中，基于上述电流过零畸变抑制方法，在实际应用场景中，还可以根据不同负荷条件，设置高中低等多级负荷下的分区控制，针对不同负载下的过零畸变情况，实施更具针对性的带宽补偿策略，达到全功率段高功率因数可行性。进一步地，在一个实施例中，还可根据实际电流情况及谐波要求，调整电流带宽加权补偿曲线，选择线性或者非线性以适应不同负载需求。
上述功率因素校正电路的电流过零畸变抑制方法，在输入电压处于电压过零点死区时，能够根据输入电压和预设权重计算模型得到电流带宽权重，之后利用电流带宽权重进行带宽补偿，得到补偿后的电流环带宽并进行开关器件的控制。该方案在电压过零点死区范围内具备带宽自补偿功能，从而可以更好的跟踪输入电压的变化，提升功率因数，大大降低谐波含量，有效抑制输入电流的过零点畸变现象。上述进行电流过零畸变抑制时，不需要增加过零检测电路即可实现，因此可以有效降低电路成本，易于电路实现，并且不会由于过零检测电路的存在而引入相差，从而更加有利于实现精确控制。
请结合参阅图2，一种功率因素校正电路，包括整流桥电路10、第一电容Cin、开关器件S、电感L、二极管Ds、第二电容C0和控制器20，整流桥电路10用于连接电源，第一电容Cin的第一端和第二端分别连接整流桥电路10，第一电容Cin的第一端连接电感L的第一端，电感L的第二端连接开关器件S的第一端和二极管Ds的阳极，开关器件S的第二端连接第一电容Cin的第二端，第二电容C0的第二端接地，二极管Ds的阴极连接第二电容C0的第一端，第二电容C0的第二端连接开关器件S的第二端，第二电容C0的第一端和第二端分别用于连接外部负载Z，电感L的第一端、二极管Ds的阴极和开关器件S的控制端分别连接控制器20，控制器20用于根据上述的方法进行电流过零畸变抑制。
具体地，本申请基于现阶段功率因素校正电路的缺陷，提出一种基于过零点电流带宽权重比调节的控制策略，在电压过零点死区范围内设置带宽自补偿功能，可以较好跟踪输入电压的变化，提升功率因数，大大降低谐波含量。同时，无需增加过零检测电路，还可以有效降低电路成本。
本实施例所提供的电流过零畸变抑制方法，控制器20首先获取功率因素校正电路的输入电压。应当指出的是，对于不同类型的功率因素校正电路，输入电压的获取位置也会有所区别，为了便于理解本申请的各个实施例，下面以Boost PFC转换器电路为例进行解释说明。具体电路图如图2所示，在该种电路结构下，功率因素校正电路的输入电压即为外部交流电源经过整流桥电路10等，进行整流、滤波处理后，流入电感L的电压值。
预设权重计算模型表征电压过零点死区范围内，输入电压与电流带宽权重的对应关系。电压过零点死区指的是由于输入电压过零点时输入电流发生畸变对应的输入电压阈值区间，具体可结合参阅图3，以其中一个周期为例进行解释说明，输入电压为-Δu到Δu时对应的区间，即为电压过零点死区。在实际应用场景中，电压过零点死区可结合实际情况进行确定，并预存在控制器20中，当需要进行电流过零畸变抑制时，直接调用即可。可以理解，在每一个电压周期均存在电压过零点死区，因此，在每一电压周期均需要根据本申请的电流过零畸变抑制方法进行抑制。
在控制器20获取功率因素校正电路的输入电压之后，将会把输入电压与预存的电压过零点死区进行比较分析，判断当前输入电压是否处于电压过零点死区所对应的电压阈值区间内。若处于该区间内，说明此时会发生电流过零畸变，此时为了抑制这种情况的发生，控制器20将结合预设权重计算模型进行分析，得到电流带宽权重后，进行过零点电流带宽权重比调节。
控制器20在进行过零点电流带宽权重比调节时，在结合预设权重计算模型计算得到电流带宽权重，将会结合电流带宽权重进行带宽补偿，得到可以较好跟踪输入电压的变化的电流环带宽，最终结合补偿后的电流环带宽实现过零点电流带宽权重比调节。
控制器20在得到补偿后的电流环带宽之后，将补偿后的电流环带宽代入相关的控制算法中，利用补偿后的电流环带宽进行分析计算，最终向功率因素校正电路的开关器件S输入与补偿后的电流环带宽相匹配的控制信号，进行开关器件S的通断控制。通过该方案，在电压过零点死区范围内电流带宽按权重比调节，实现自补偿功能，使得输入电流很好地跟踪输入电压的变化，大大降低过零点的电流波形畸变，提升功率因数。
上述功率因素校正电路，在输入电压处于电压过零点死区时，能够根据输入电压和预设权重计算模型得到电流带宽权重，之后利用电流带宽权重进行带宽补偿，得到补偿后的电流环带宽并进行开关器件S的控制。该方案在电压过零点死区范围内具备带宽自补偿功能，从而可以更好的跟踪输入电压的变化，提升功率因数，大大降低谐波含量，有效抑制输入电流的过零点畸变现象。上述进行电流过零畸变抑制时，不需要增加过零检测电路即可实现，因此可以有效降低电路成本，易于电路实现，并且不会由于过零检测电路的存在而引入相差，从而更加有利于实现精确控制。
一种空调器，包括上述的功率因素校正电路。
具体地，功率因素校正电路如上述各个实施例以及附图所示，通过在空调器中设置上述的功率因素校正电路，在输入电压处于电压过零点死区时，能够根据输入电压和预设权重计算模型得到电流带宽权重，之后利用电流带宽权重进行带宽补偿，得到补偿后的电流环带宽并进行开关器件S的控制。该方案在电压过零点死区范围内具备带宽自补偿功能，从而可以更好的跟踪输入电压的变化，提升功率因数，大大降低谐波含量，有效抑制输入电流的过零点畸变现象，进而有效提高空调器的使用安全性。
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申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种功率因素校正电路的电流过零畸变抑制方法，其特征在于，包括：
获取功率因素校正电路的输入电压；
当所述输入电压处于电压过零点死区时，根据所述输入电压和预设权重计算模型得到电流带宽权重；
根据所述电流带宽权重进行带宽补偿，得到补偿后的电流环带宽；
根据所述补偿后的电流环带宽对所述功率因素校正电路的开关器件进行通断控制。
2.根据权利要求1所述的电流过零畸变抑制方法，其特征在于，所述根据所述补偿后的电流环带宽对所述功率因素校正电路的开关器件进行通断控制的步骤，包括：
获取功率因素校正电路的输入电流和输出电压；
根据所述输出电压和所述输入电压得到输入电流给定值；
根据所述输入电流给定值、所述输入电流和所述补偿后的电流环带宽进行比例积分调节，得到指令电压；
根据所述指令电压和预设三角载波信号进行比较分析，得到脉冲宽度调制信号，并输出至所述功率因素校正电路的开关器件。
3.根据权利要求2所述的电流过零畸变抑制方法，其特征在于，所述根据所述输出电压和所述输入电压得到输入电流给定值的步骤，包括：
根据所述输出电压和预设指令电压进行分析，得到输出控制量；
根据所述输出控制量和所述输入电压，得到输入电流给定值。
4.根据权利要求2所述的电流过零畸变抑制方法，其特征在于，所述根据所述输入电流给定值、所述输入电流和所述补偿后的电流环带宽进行比例积分调节，得到指令电压的步骤，包括：
根据输入电流给定值和所述输入电流得到误差值；
根据所述补偿后的电流环带宽得到比例积分调节所需的比例系数和积分系数；
根据所述误差值、所述比例系数和所述积分系数进行比例积分调节，得到指令电压。
5.根据权利要求4所述的电流过零畸变抑制方法，其特征在于，所述根据所述补偿后的电流环带宽得到比例积分调节所需的比例系数和积分系数的步骤，包括：
根据所述补偿后的电流环带宽和预设阻尼系数得到系统自然震荡频率；
根据所述功率因素校正电路的电感值和所述系统自然震荡频率，得到比例积分调节所需的积分系数；
根据所述功率因素校正电路的电感值、所述系统自然震荡频率和预设阻尼系数，得到比例积分调节所需的比例系数。
6.根据权利要求1所述的电流过零畸变抑制方法，其特征在于，所述根据所述电流带宽权重进行带宽补偿，得到补偿后的电流环带宽的步骤，包括：
根据所述电流带宽权重和预设电流环带宽进行计算，得到补偿后的电流环带宽。
7.根据权利要求1所述的电流过零畸变抑制方法，其特征在于，所述获取功率因素校正电路的输入电压的步骤之后，还包括：
当所述输入电压未处于电压过零点死区时，根据预设电流环带宽对所述功率因素校正电路的开关器件进行通断控制。
8.根据权利要求1-7任一项所述的电流过零畸变抑制方法，其特征在于，所述预设权重计算模型为：
其中，k为电流带宽权重，k1为带宽补偿参数，Δu为电压过零点死区对应的阈值，u为输入电压。
9.一种功率因素校正电路，其特征在于，包括整流桥电路、第一电容、开关器件、电感、二极管、第二电容和控制器，所述整流桥电路用于连接电源，所述第一电容的第一端和第二端分别连接所述整流桥电路，所述第一电容的第一端连接所述电感的第一端，所述电感的第二端连接所述开关器件的第一端和所述二极管的阳极，所述开关器件的第二端连接所述第一电容的第二端，所述第二电容的第二端接地，所述二极管的阴极连接所述第二电容的第一端，所述第二电容的第二端连接所述开关器件的第二端，所述第二电容的第一端和第二端分别用于连接外部负载，所述电感的第一端、所述二极管的阴极和所述开关器件的控制端分别连接所述控制器，所述控制器用于根据权利要求1-8任一项所述的方法进行电流过零畸变抑制。
10.一种空调器，其特征在于，包括权利要求9所述的功率因素校正电路。
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