據(jù)本發(fā)明實施例的防止功率因數(shù)校正PFC(Power Factor Correct1n，功率因數(shù)校正)電路的輸出電壓過壓的方法的流程圖。如圖1所示，該方法包括以下步驟:
[0032]S1:檢測PFC電路的輸入電流瞬時值Iinst和PFC電路的輸入電壓瞬時值Vin，并根據(jù)輸入電流瞬時值Iinst計算輸入電流平均值Iavg。
[0033]其中，可通過電阻采樣法檢測PFC電路的輸入電流瞬時值Iinst，并且可通過電阻分壓法檢測PFC電路的輸入電壓瞬時值Vin。
[0034]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，可通過低通濾波器對輸入電流瞬時值Iinst進行低通濾波以計算輸入電流平均值Iavg。
[0035]其中，低通濾波器的截止頻率遠小于PFC電路的輸入電流的頻率，例如遠小于10Hz，優(yōu)選地，截止頻率為8Hz。
[0036]S2:檢測PFC電路輸出端的直流母線電壓值Vdc，并獲取PFC電路輸出端的直流母線電壓給定Vdc_ref，以及根據(jù)直流母線電壓值Vdc和直流母線電壓給定Vdc_ref獲取PFC電路的升壓比Ka。
[0037]也就是說，如圖3所示，電壓外環(huán)可根據(jù)直流母線電壓值Vdc和直流母線電壓給定Vdc_ref并通過比例-積分調(diào)節(jié)器獲取PFC電路的升壓比Ka。其中，可通過電阻分壓法檢測PFC電路輸出端的直流母線電壓值Vdc。
[0038]具體地，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，根據(jù)直流母線電壓值Vdc和直流母線電壓給定Vdc_ref獲取PFC電路的升壓比Ka，具體包括:計算直流母線電壓給定Vdc_ref與直流母線電壓值Vdc之間的電壓誤差值；對電壓誤差值進行比例積分調(diào)節(jié)以獲得PFC電路的升壓比Ka。
[0039]也就是說，如圖3所示，可將直流母線電壓給定Vdc_ref與直流母線電壓值Vdc之間的電壓誤差值作為比例-積分調(diào)節(jié)器的輸入，比例-積分調(diào)節(jié)器對輸入的電壓誤差值進行調(diào)節(jié)進而輸出升壓比Ka。
[0040]需要說明的是，當(dāng)電壓外環(huán)工作在穩(wěn)態(tài)時，升壓比Ka的穩(wěn)態(tài)值為直流母線電壓給定Vdc_ref與輸入電壓平均值Vin_avg的比值，即Ka = Vdc_ref/Vin_avg。應(yīng)當(dāng)理解的是，輸入電壓平均值Vin_avg的獲取方式與輸入電流平均值Iavg的獲取方式類似，處于簡潔的目的，這里不在贅述。
[0041]S3:根據(jù)PFC電路的升壓比Ka、輸入電流瞬時值Iinst和輸入電流平均值Iavg計算PFC電路中功率開關(guān)管的占空比。
[0042]也就是說，如圖3所不，電流內(nèi)環(huán)可根據(jù)升壓比Ka、輸入電流瞬時值Iinst和輸入電流平均值Iavg并通過單周期方法計算輸出至功率開關(guān)管的PWM信號的占空比Duty，以使PFC電路中的功率開關(guān)管在PWM信號的控制下開通或關(guān)斷。
[0043]需要說明的是，在電壓外環(huán)輸出的升壓比Ka達到穩(wěn)態(tài)(平穩(wěn)或者緩慢變化)時，通過單周期電流內(nèi)環(huán)可以實現(xiàn)輸入電流瞬時值Iinst跟蹤輸入電壓瞬時值Vin波形，達到接近單位I的功率因數(shù)。
[0044]具體地，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，可根據(jù)以下公式計算PFC電路中功率開關(guān)管的占空比:
[0045]Duty = 1-1inst/ (Ka*Iavg)
[0046]其中，Duty為PFC電路中功率開關(guān)管的占空比。
[0047]S4:獲取PFC電路輸出端的電解電容的耐壓上限值Vdc_limit，并根據(jù)耐壓上限值Vdc_limit和輸入電壓瞬時值Vin計算占空比的上限限幅，以及根據(jù)占空比的上限限幅對輸出到功率開關(guān)管的占空比進行限制以防止PFC電路的輸出電壓發(fā)生過壓。
[0048]也就是說，在計算出功率開關(guān)管的占空比之后，可將功率開關(guān)管的占空比與占空比的上限限幅進行比較，如果功率開關(guān)管的占空比大于占空比的上限限幅，則對輸出到功率開關(guān)管的占空比進行限制，將開關(guān)管的占空比限制為占空比的上限限幅，即輸出到功率開關(guān)管的占空比為占空比的上限限幅；如果功率開關(guān)管的占空比小于或等于占空比的上限限幅，則不對輸出到功率開關(guān)管的占空比進行限制，直接將計算出的占空比輸出到功率開關(guān)管。
[0049]根據(jù)本發(fā)明的一個具體示例，電解電容的耐壓上限值Vdc_limit可為400V。
[0050]具體地，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，可據(jù)以下公式計算占空比的上限限幅:
[0051]Duty_max = l_Vin/Vdc_limit
[0052]其中，Duty_max為占空比的上限限幅。
[0053]如上所述，在本發(fā)明實施例中，如圖3所示，在采用單周期PFC控制算法對PFC電路進行控制的過程中，實時檢測PFC電路的輸入電流瞬時值Iinst和PFC電路的輸入電壓瞬時值Vin，電壓外環(huán)根據(jù)直流母線電壓給定Vdc_ref和直流母線電壓瞬時值Vdc并通過比例-積分調(diào)節(jié)器輸出升壓比Ka ;電流內(nèi)環(huán)根據(jù)升壓比Ka并通過單周期方法計算PWM信號的占空比Duty。之后，在將占空比Duty輸出至功率開關(guān)管之前，將占空比Duty與占空比的上限限幅進行比較，如果占空比Duty超過占空比的上限限幅，則將占空比Duty限制為占空比的上限限幅；如果未超過占空比的上限限幅，則直接輸出占空比Duty，從而，使得PFC電路的輸出電壓即直流母線電壓值Vdc不會超過電解電容的耐壓上限值Vdc_limit，滿足電解電容側(cè)的耐壓需求，避免器件因過壓而損壞。
[0054]另外，在采用單周期PFC控制算法對PFC電路進行控制的過程中，可進一步對比例-積分調(diào)節(jié)器輸出的升壓比Ka的調(diào)節(jié)范圍進行調(diào)整。當(dāng)PFC電路的輸入電流處于上升過程中(或者負載功率處于增大過程、或者PFC電路的輸入電壓處于降低過程)時，可將升壓比的調(diào)節(jié)上限設(shè)置為Vdc_limit/Vin_avg，升壓比的調(diào)節(jié)下限設(shè)置為第一調(diào)節(jié)下限(Vdc_ref/Vin_avg)* λ 1，從而使升壓比Ka能夠調(diào)節(jié)到更高的值，避免比例-積分調(diào)節(jié)器過快進入正向飽和狀態(tài)，改善電流內(nèi)環(huán)計算出來的占空比因輸入電流平均值Iavg滯后而偏小的情況。當(dāng)PFC電路的輸入電流處于下降過程中(或者負載功率處于減小過程、或者PFC電路的輸入電壓處于升高過程)時，可將升壓比的調(diào)節(jié)上限設(shè)置為Vdc_limit/Vin_avg，升壓比的調(diào)節(jié)下限設(shè)置為第二調(diào)節(jié)下限(Vdc_ref/Vin_avg)* λ 2，從而使升壓比Ka能夠調(diào)節(jié)到更低的值，避免比例-積分調(diào)節(jié)器過快進入負向飽和狀態(tài)，改善電流內(nèi)環(huán)計算出來的占空比因輸入電流平均值Iavg滯后而偏大的情況。
[0055]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，PWM信號可由載波通過調(diào)制波調(diào)制之后生成，可在每個載波的周期內(nèi)執(zhí)行一次步驟S1-S4，也就是說，可在每個載波的周期內(nèi)檢測一次輸入電壓瞬時值Vin和輸入電流瞬時值Iinst。
[0056]并且，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，檢測輸入電壓瞬時值Vin的電壓檢測通道的延時時間小于2個PFC電路的載波周期。優(yōu)選地，當(dāng)PFC電路的載波周期為25us時，電壓檢測通道的延時時間可為33us。
[0057]綜上所述，根據(jù)本發(fā)明實施例提出的防止功率因數(shù)校正PFC電路的輸出電壓過壓的方法，獲取PFC電路輸出端的電解電容的耐壓上限值Vdc_limit，并根據(jù)耐壓上限值Vdc_limit和輸入電壓瞬時值Vin計算占空比的上限限幅，之后根據(jù)占空比的上限限幅對輸出到功率開關(guān)管的占空比進行限制以防止PFC電路的輸出電壓發(fā)生過壓。由此，通過在將功率開關(guān)管的占空比輸出之前對占空比進行限幅，可以達到防止輸出電壓過高的目的，進而防止直流母線電壓過高，避免設(shè)備中的器件因過壓而損壞。
[0058]為了執(zhí)行上述實施例，本發(fā)明實施例還提出了一種防止PFC電路的輸出電壓過壓的裝置。
[0059]圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的防止PFC電路的輸出電壓過壓的裝置。如圖2和圖3所示，該裝置包括:第一電壓檢測模塊10、第二電壓檢測模塊20、第一電流檢測模塊30和控制豐旲塊40 ο
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