[发明专利]图腾柱PFC的电压过零点电流畸变控制方法及控制装置

权利要求书

1.一种图腾柱PFC的电压过零点电流畸变控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1、采集图腾柱PFC输出电压Vo，并将输出电压Vo与变换器设定的参考电压Vref进行比较获得误差量Verr；

步骤S2、采样图腾柱PFC输入电压Vac，包括输入电压相位、极性和均方根值Vrms，当图腾柱PFC输入电压Vac达到过零点时，输出电压过零信号；

步骤S3、将输入电压Vac的绝对值、电压误差量Verr以及输入电压均方根值平方的倒数送入电压外环调节单元，获得输入电流的参考值Iref；

步骤S4、采样图腾柱PFC输入电流iL，并将步骤S3得到的输入电流的参考值Iref与iL进行比较得到电流误差信号Ierr，将电流误差信号Ierr送入电流内环调节单元校正后产生占空比D，用于驱动图腾柱PFC的高频和低频桥臂开关管；

步骤S5、若得到步骤S2输出的电压过零信号，送入死区控制模块，经过10个开关周期时间T1后，送入双极控制模块，经过α时间后，再送入栅极驱动模块产生占空比驱动图腾柱PFC的高频和低频桥臂开关管。

2.根据权利要求1所述的图腾柱PFC的电压过零点电流畸变控制方法，其特征在于，所述10个开关周期时间T1为使得高频桥臂氮化镓功率主开关管完成软起动的时间。

3.根据权利要求1所述的图腾柱PFC的电压过零点电流畸变控制方法，其特征在于，所述α时间为完成双极控制的时间，为使图腾柱PFC在电压过零时可以调节电压使之不至于过小而不能约束电感电流。

4.根据权利要求1-3任一所述的图腾柱PFC的电压过零点电流畸变控制方法，其特征在于，步骤S3中，输入电流的参考值

5.一种图腾柱PFC的电压过零点电流畸变控制装置，其特征在于，包括图腾柱PFC和数字控制模块，所述数字控制模块通过采样图腾柱PFC的输入电压信息、输出电压信息及输入电流信息，通过电压外环调节单元和电流内环调节单元对误差信号进行补偿调节最后送入PWM调制器产生门控信号控制图腾柱PFC稳定工作。

6.根据权利要求5所述的图腾柱PFC的电压过零点电流畸变控制装置，其特征在于，所述图腾柱PFC包括交流输入电源(Vac)、升压电感(L)、高频上桥臂氮化镓开关管(Q1)、高频下桥臂氮化镓开关管(Q3)、低频上桥臂开关管SI MOSFET(Q2)、低频下桥臂开关管SIMOSFET(Q4)、输出电容(C)和输入负载(R)。

7.根据权利要求6所述的图腾柱PFC的电压过零点电流畸变控制装置，其特征在于，所述数字控制模块包括：输出电压采样模块，用于采集图腾柱PFC直流输出电压Vo；输入电压采样模块，用于采集图腾柱PFC交流输入电压Vac和判断输入电压极性；输入电流采样模块，用于采集图腾柱PFC输入电流iL；电压外环调节单元，用于调节放大误差Verr；电流内环调节单元，用于调节放大误差Ierr；输入电压计算模块，用于计算图腾柱PFC输入电压是否达到过零点；死区控制模块，用于使图腾柱PFC的高频桥臂主开关管完成软起动，约束电感电流不产生脉冲尖峰；双极控制模块，用于使得图腾柱PFC的输入电压即使处于较低状态下也能够建立电流约束条件，更有效校正图腾柱PFC的输入电流使其跟随输入电压；栅极驱动模块，用于生成图腾柱PFC的高频桥臂和低频桥臂功率开关管的驱动信号。

8.根据权利要求7所述的图腾柱PFC的电压过零点电流畸变控制装置，其特征在于，所述电压外环调节单元包括第一求和模块、电压环补偿模块、第一乘法器、第二乘法器；所述电流内环调节单元包括第二求和模块、电流环补偿模块。

9.根据权利要求8所述的图腾柱PFC的电压过零点电流畸变控制装置，其特征在于，所述交流输入电源(Vac)的L极与所述升压电感(L)的一端相连；所述升压电感(L)的另一端连到所述高频上桥臂氮化镓开关管(Q1)的S端、高频下桥臂氮化镓开关管(Q3)的D端；所述交流输入电源(Vac)的N极连接到所述低频上桥臂开关管SI MOSFET(Q2)的S端、低频下桥臂开关管SI MOSFET(Q4)的D端；所述输出电容(C)的一端、输入负载(R)的一端与所述高频上桥臂氮化镓开关管(Q1)的D端、低频上桥臂开关管SI MOSFET(Q2)的D端相连；所述的输出电容(C)的另一端、输入负载(R)的另一端与所述高频下桥臂氮化镓开关管(Q3)的S端、低频下桥臂开关管SI MOSFET(Q4)的S端相连；所述输出电压采样模块的输入端与输入负载(R)的一端连接，所述输出电压采样模块的输出端与设定参考电压Vref的参考电压输出端与所述第一求和模块的输入端相连；所述第一求和模块的输出端连接至所述电压环补偿模块的输入端；所述输入电压采样模块的两输入端分别与交流输入电源(Vac)的L极、N极连接，所述输入电压采样模块的两输出端分别与所述输入电压计算模块的两输入端连接；所述输入电压计算模块的第一输出端与所述死区控制模块的第一输入端相连；所述输入电压计算模块的第二输出端与电压环补偿模块的输出端均连接至所述第一乘法器模块；所述第一乘法器模块的输出端与所述输入电压计算模块的第三输出端均连接至所述第二乘法器模块；所述输入电流采样模块包括电感电流侦测模块、信号整流模块，所述电感电流侦测模块的输入端与所述升压电感(L)的另一端相连；所述电感电流侦测模块的输出端与所述信号整流模块的输入端相连；所述信号整流模块的输出端与所述第二乘法器模块的输出端相连至所述第二求和模块；所述第二求和模块的输出端与所述电流环补偿模块的输入端相连；所述电流环补偿模块的第一输出端与所述栅极驱动模块的第一输入端相连；所述电流环补偿模块的第二输出端与所述死区控制模块的第二输入端相连；所述的死区控制模块的输出端与所述双极控制模块的输入端相连；所述的双极控制模块的输出端与所述栅极驱动模块的第二输入端相连，所述栅极驱动模块分别与所述高频上桥臂氮化镓开关管(Q1)的G端、高频下桥臂氮化镓开关管(Q3)的G端、低频上桥臂开关管SI MOSFET(Q2)的G端、低频下桥臂开关管SIMOSFET(Q4)的G端连接。