[发明专利]高精度有源功率因数校正变换器电流有效值计算方法

说明书

高精度有源功率因数校正变换器电流有效值计算方法，步骤包括：一、对一个开关周期内各元器件的电流进行分段计算，求出一个开关周期内各元器件的电流表达式；二、使用解析法得到一个工频周期内有源功率因数校正变换器的电流有效值；三、选定一个可改变的电气参数作为自变量，得到影响有源功率因数校正变换器电流有效值的电气参数。与采用数值法相比，无需对每个开关周期内流过各元器件的电流进行复杂的数值迭代计算，仅需对一个开关周期内流过各元器件的电流进行分析，即可得到电流有效值；相比于以时间作为积分变量的时域法，该计算方法选用角度作为积分变量，极大地简化了电流有效值的计算过程。

技术领域

本发明涉及Boost电路计算领域，具体涉及一种高精度有源功率因数校正变换器电流有效值计算方法。

背景技术

有源功率因数校正技术是使整流电路获得较高的功率因数的一种电力电子变换技术，通过对电力电子器件进行PWM控制，使得输入交流电流跟踪输入电压正弦波，使功率因数近似为1，常用的功率因数校正结构包括单相Boost PFC、交错Boost PFC以及无桥PFC。

其中交错Boost PFC因两个全控型开关器件的驱动脉冲的相位差为180°，使得输入电流的纹波显著减少，因此相比单相Boost PFC具有更好的效果。计算电路中各元器件的电流有效值，目的是计算出有源功率因数校正变换器的损耗，提取影响有源功率因数校正变换器效率的电气参数，并根据这些电气参数来优化效率。一方面，目前的参考文献中所提出的计算交错Boost电路电流有效值的方法多为近似计算，因而使得计算结果与实际值有较大的误差，另一方面，采用近似计算无法提取影响有源功率因数校正变换器效率的电气参数，不能为工程应用中有源功率因数校正变换器的效率优化和设计提供直观的技术和理论指导。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供高精度有源功率因数校正变换器电流有效值计算方法，能够使用近似计算的方法来计算交错Boost电路的电流有效值，得到的结果和实际值有较大的误差，且无法提取影响其效率的电气参数，用于计算CCM下交错Boost电路的电流有效值。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

高精度有源功率因数校正变换器电流有效值计算方法，电流有效值的计算步骤为：步骤一、根据有源功率因数校正变换器的工作原理，在占空比满足的不同条件下分别对一个开关周期内各元器件的电流进行分段计算，求出一个开关周期内各元器件的电流表达式；

步骤二、根据步骤一中得到的一个开关周期内各元器件的电流表达式，使用解析法计算半个工频周期内各元器件的电流有效值，得到一个工频周期内有源功率因数校正变换器的电流有效值；

步骤三、在步骤二中得到的电流有效值表达式中选定一个可改变的电气参数作为自变量，并以各元器件的电流有效值作为因变量，建立函数关系，得到影响有源功率因数校正变换器电流有效值的电气参数。

上述的步骤一至步骤三中得到的各个电流表达式，从其中所含有的显性变量中提取出影响电流有效值的电气参数，进而得到能够直接用来分析有源功率因数校正变换器效率的有效参数。