[发明专利]一种在PFC控制中预测电流采样方法

说明书

本发明涉及一种在PFC控制中预测电流采样方法，包括以下步骤：1)构建PFC电流预测补偿控制模型；2)采用预测的采样电感电流进行补偿完成PFC电流环控制。与现有技术相比，本发明具有改善波形输出、采样准确、提高PFC电流增益等优点。

技术领域

本发明涉及有源功率因数矫正(PFC)领域，尤其是涉及一种在PFC控制中预测电流采样方法。

背景技术

随着电力电子技术的发展，大量非线性负载连接到电网从而产生大量谐波电流成分，对电网造成污染。为了提高供电线路的功率因数，就有了功率因数校正(PFC)技术，PFC技术广泛应用于不间断电源(USP)、变频器等设备中并和后级逆变器相互配合，可以使得非线性负载等效为纯电阻，也就是使电源的输入呈阻性。有源功率因数的调节是以交流输入电压为标准来控制输入电流，使输入电流追踪市电电压的波形及相位，降低输入电流的THD，使功率因数趋近为一，从而减少对电网的谐波污染，同时降低用电电器设备故障。

目前PFC控制广泛采用数字控制实现，数字控制中一般都需要电流平均值，进行PFC平均电流控制，而平均值电流采样不可避免的会存在滞后问题，而电流采样的滞后对PFC控制电流精度，降低电流谐波畸变率(THD)也有较大影响，控制回路中延迟对PFC电流环的控制精度和电流环的稳定都会产生不利的影响，为了解决这一问题，就需要考虑使用预测方法对延迟进行补偿。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种在PFC控制中预测电流采样方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种在PFC控制中预测电流采样方法，包括以下步骤：

1)构建PFC电流预测补偿控制模型；

2)采用预测的采样电感电流进行补偿完成PFC电流环控制。

所述的步骤1)中，PFC电流环控制模型中，在电流环控制器前端通过增加采样电感电流预测模块，得到PFC电流预测补偿控制模型。

所述的PFC电流环控制模型包括依次连接的电流环控制器、PWM生成器和PFC硬件电路，所述的PFC硬件电路输出电流即为采样电感电流i_L，电流环控制器以电流环参考信号i_ref与采样电感电流i_L的差值为输入，输出载波信号u_d到PWM生成器。

所述的PFC电流预测补偿控制模型为由依次连接的采样电感电流预测模块、电流环控制器、PWM生成器和PFC硬件电路构成的反馈闭环回路。

所述的PFC电流预测补偿控制模型中，电流环控制器以预测的采样电感电流作为输入。

所述的PFC硬件电路等效为一个积分环节，则有：

其中，s为拉普拉斯算子，K₁为常数。

对电流环加零阶保持器进行离散化，得到离散模型，则有：

其中，T_s为电流环采样和计算周期，z为离散域Z变换的z因子。

在PFC电流预测补偿控制模型中，第k时刻PFC输入的采样电感电流为i_L(k)，第k时刻PFC电流控制器的输出为u_d(k)，由离散模型可得：

i_L(k)＝i_L(k-1)+T_sK₁u_d(k-1)