Pfc電路的控制方法和裝置與pfc電路及數字電源的制作方法
【專利摘要】本發明提供了一種PFC電路的控制方法和裝置與PFC電路及數字電源，該PFC電路的控制方法包括：獲取PFC電路輸出電壓的目標值；檢測PFC電路輸出電壓的實際值；根據輸出電壓的目標值與實際值之間的差值的絕對值的大小對PFC電路電壓環的設定值進行賦值；按照設定值通過電壓環控制PFC電路。通過檢測當前電路實際輸出電壓與目標值的差值，對電壓環的設定值參數進行實時調整，使電路的輸出電壓緩慢上升，通過限制升壓速度保證了啟動電流不會過大，從而避免了直接使用電路的控制目標值直接作為電壓環的設定值，使PFC電路的輸出電壓突然增大，導致電流瞬間上升帶來的可靠性降低。提高了PFC電路的安全性和可靠性。
【專利說明】PFC電路的控制方法和裝置與PFC電路及數字電源
【技術領域】
[0001]本發明涉及電源領域，具體而言，涉及一種PFC電路的控制方法和裝置與PFC電路及數字電源。
【背景技術】
[0002]隨著電源系統的性能和功率的不斷提高，實現電源性能指標所必需的元件數量和成本也隨之增加，越來越多的控制需要通過數字電路實現。數字電源是采用數字方式實現電源的控制、保護回路與通信接口的新型電源技術。可編程、響應性和數字環路控制是數字電源的主要特征。
[0003]數字電源中的功率因數校正(Power Factor Correction,PFC)電路用于提高數字電源的功率因數，從而減小功率交換的損失。一般數字電源的功率因數校正單元的控制是通過電壓環和電流環的雙閉環控制進行，其中電壓環用于穩定電壓輸出，同時提供基準電流幅值，電流環用于控制輸入電流的相位與輸入電壓的相位同步，將數字電源的輸出電壓穩定于電壓環的設定值。
[0004]但是數字電源中的功率因數校正(Power Factor Correction, PFC)電路,特別對于帶有升壓功能的PFC電路在啟動過程中，存在啟動電流較大，出現過熱現象，嚴重時會燒毀元器件，降低了 PFC電路和數字電源的可靠性。
[0005]現有技術中PFC電路啟動電流較大造成可靠性低的問題，尚未提出有效的解決方案。
【發明內容】
[0006]本發明旨在提供一種PFC電路的控制方法和裝置與PFC電路及數字電源，以解決現有技術中PFC電路啟動電流較大造成可靠性低問題。
[0007]為了實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供了一種PFC電路的控制方法。該PFC電路的控制方法包括:獲取PFC電路輸出電壓的目標值；檢測PFC電路輸出電壓的實際值；根據輸出電壓的目標值與實際值之間的差值的絕對值的大小對PFC電路電壓環的設定值進行賦值；按照設定值通過電壓環控制PFC電路。
[0008]進一步地，根據輸出電壓的目標值與實際值之間的差值的絕對值對PFC電路電壓環的設定值進行賦值包括:計算輸出電壓的目標值與實際值之間的差值；比較差值的絕對值與預設閾值的大小；根據比較結果對PFC電路電壓環的設定值進行賦值。
[0009]進一步地，根據比較結果對PFC電路電壓環的設定值進行賦值包括:當差值的絕對值大于閾值時，以設定值與預設增值的和重新賦值設定值；當差值的絕對值不大于閾值時，以目標值賦值設定值。
[0010]進一步地，預設閾值等于目標值與第一預設值的乘積。
[0011]進一步地，預設增值等于輸出電壓的目標值與實際值之間的差值與第二預設值的乘積。[0012]進一步地，按照設定值通過電壓環控制PFC電路包括:按照設定值通過電壓環輸出控制PFC電路中開關管的PWM信號，PWM信號的占空比隨設定值的大小變化。
[0013]根據本發明的另一個方面，提供了一種PFC電路的控制裝置。該PFC電路的控制裝置包括:目標值獲取模塊，用于獲取PFC電路輸出電壓的目標值；電壓檢測模塊，用于檢測PFC電路輸出電壓的實際值；參數賦值模塊，用于根據輸出電壓的目標值與實際值之間的差值的絕對值的大小對PFC電路電壓環的設定值進行賦值；控制模塊，用于按照設定值通過電壓環控制PFC電路。
[0014]進一步地，參數賦值模塊包括:計算子模塊，用于計算輸出電壓的目標值與實際值之間的差值；比較子模塊，用于比較差值的絕對值與預設閾值的大小；設定值賦值子模塊，用于根據比較結果對PFC電路電壓環的設定值進行賦值。
[0015]根據本發明的另一個方面，提供了一種PFC電路。該PFC電路包括上述任一種PFC電路的控制裝置。
[0016]根據本發明的另一個方面，提供了一種數字電源。該數字電源包括上述PFC電路。
[0017]應用本發明的技術方案，本發明的PFC電路的控制方法包括:獲取PFC電路輸出電壓的目標值；檢測PFC電路輸出電壓的實際值；根據輸出電壓的目標值與實際值之間的差值的絕對值的大小對PFC電路電壓環的設定值進行賦值；按照設定值通過電壓環控制PFC電路。通過檢測當前電路實際輸出電壓與目標值的差值，對電壓環的設定值參數進行實時調整，使電路的輸出電壓緩慢上升，通過限制升壓速度保證了啟動電流不會過大，從而避免了直接使用電路的控制目標值直接作為電壓環的設定值，使PFC電路的輸出電壓突然增大，導致電流瞬間上升帶來的可靠性降低。提高了 PFC電路的安全性和可靠性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]構成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中:
[0019]圖1是根據本發明實施例的PFC電路的控制裝置的示意圖；
[0020]圖2是根據本發明實施例的PFC電路的示意圖；
[0021]圖3是根據本發明實施例的PFC電路的控制方法的示意圖；
[0022]圖4是根據本發明優選實施例的PFC電路的控制方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0023]需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本發明。
[0024]本發明實施例提供了一種PFC電路的控制裝置，圖1是根據本發明實施例的PFC電路的控制裝置的示意圖，如圖1所示，本發明實施例提供的PFC電路的控制裝置包括:目標值獲取模塊11，用于獲取PFC電路輸出電壓的目標值；電壓檢測模塊13，用于檢測PFC電路輸出電壓的實際值；參數賦值模塊15，用于根據輸出電壓的目標值與實際值之間的差值的絕對值的大小對PFC電路電壓環的設定值進行賦值；控制模塊17，用于按照設定值通過電壓環控制PFC電路。
[0025]應用本發明實施例的PFC電路控制裝置，通過檢測當前電路實際輸出電壓與目標值的差值，對電壓環的設定值參數進行實時調整，使電路的輸出電壓緩慢上升，通過限制升壓速度保證了啟動電流不會過大，從而避免了直接使用電路的控制目標值直接作為電壓環的設定值，使PFC電路的輸出電壓突然增大，導致電流瞬間上升帶來的可靠性降低。提高了PFC電路的安全性和可靠性。
[0026]其中，參數賦值模塊15具體可以包括:計算子模塊，用于計算輸出電壓的目標值與實際值之間的差值；比較子模塊，用于比較差值的絕對值與預設閾值的大小；設定值賦值子模塊，用于根據比較結果對PFC電路電壓環的設定值進行賦值。從而結合輸出電壓的目標值和實際值對PFC電路進行控制，既保證了使PFC電路的輸出電壓達到目標值，又考慮了實際的工作狀態。
[0027]上述根據比較結果對PFC電路電壓環的設定值進行賦值可以包括:當上述差值的絕對值大于閾值時，以設定值與預設增值的和重新賦值設定值；當差值的絕對值不大于閾值時，以目標值賦值設定值。也就是說在實際值接近目標值時，控制PFC電路實現目標，當實際值與目標值的差距仍然較大時，逐步地增大設定值，從而穩步的提升PFC輸出電壓。
[0028]設定值增大的幅度，也就是上述預設增值的設定可以為預設增值等于輸出電壓的目標值與實際值之間的差值與第二預設值的乘積，其中第二預設值的大小可以根據實際控制需要靈活設定，當要求PFC電路較快達到目標狀態時，第二預設值需要設置得大一些，當要求安全性更高時，第二預設值需要設置得小一些。也就是說第二預設值越大，升壓速度越快。該值一般取值在5%至20%。
[0029]上述閾值的大小可以等于目標值與第一預設值的乘積。同樣該閾值越大，控制速度越快。
[0030]控制模塊17的執行步驟具體可以是按照設定值通過電壓環輸出控制PFC電路中開關管的PWM信號，該PWM信號的占空比隨設定值的大小變化。
[0031]本發明實施例還提供了一種PFC電路，包括本發明實施例上述內容所提供的任一種PFC電路的控制裝置。圖2是根據本發明實施例的PFC電路的示意圖，如圖所示，整流橋21將交流電源AC轉換為直流，PFC電路20包括電感L1、開關管Ql、二極管Dl，PFC電路控制裝置通過對電壓和電流的采集對開關管進行控制，以達到提高功率因數和升壓的目的。PFC電路控制裝置的電壓檢測模塊13通過檢測輸出電壓，并調整電壓環的設定值，并通過控制模塊17按照設定值通過電壓環輸出控制PFC電路中開關管的PWM信號。圖2中僅示出了單相PFC電路的結構，但是本實施例的PFC電路和PFC電路控制裝置也可以應用于三相的PFC電路中。只需要要增加電壓的監控點，并對三相的開關管發出對應的PWM驅動信號。
[0032]本發明實施例還提供了一種數字電源，包括了上述PFC電路，并使用上述PFC電路的控制裝置進行控制。
[0033]本發明實施例還提供了一種PFC電路的控制方法，該PFC電路的控制方法可以通過本發明上述實施例所提供的任一種PFC電路的控制裝置來執行，并且，該PFC電路的控制方法可以應用于包括以上PFC電路，圖3是根據本發明實施例的PFC電路的控制方法的示意圖，如圖所示，該PFC電路的控制方法包括:
[0034]步驟S31，獲取PFC電路輸出電壓的目標值；
[0035]步驟S33，檢測PFC電路輸出電壓的實際值；
[0036]步驟S35，根據輸出電壓的目標值與實際值之間的差值的絕對值的大小對PFC電路電壓環的設定值進行賦值；
[0037]步驟S37，按照設定值通過電壓環控制PFC電路。
[0038]通過檢測當前電路實際輸出電壓與目標值的差值，對電壓環的設定值參數進行實時調整，使電路的輸出電壓緩慢上升，通過限制升壓速度保證了啟動電流不會過大，從而避免了直接使用電路的控制目標值直接作為電壓環的設定值，使PFC電路的輸出電壓突然增大，導致電流瞬間上升帶來的可靠性降低。提高了 PFC電路的安全性和可靠性。
[0039]其中，步驟S35具體可以包括:計算輸出電壓的目標值與實際值之間的差值；比較差值的絕對值與預設閾值的大小；根據比較結果對PFC電路電壓環的設定值進行賦值。上述根據比較結果對PFC電路電壓環的設定值進行賦值具體可以包括:當差值的絕對值大于閾值時，以設定值與預設增值的和重新賦值設定值；當差值的絕對值不大于閾值時，以目標值賦值設定值。從而結合輸出電壓的目標值和實際值對PFC電路進行控制，既保證了使PFC電路的輸出電壓達到目標值，又考了實際的工作狀態。
[0040]上述預設閾值的取值等于目標值與第一預設值的乘積，預設增值的取值等于輸出電壓的目標值與實際值之間的差值與第二預設值的乘積。設定值增大的幅度，也就是上述預設增值的設定可以為預設增值等于輸出電壓的目標值與實際值之間的差值與第二預設值的乘積，其中第二預設值的大小可以根據實際控制需要靈活設定，當要求PFC電路較快達到目標狀態時，第二預設值需要設置得大一些，當要求安全性更高時，第二預設值需要設置得小一些。也就是說第二預設值越大，升壓速度越快。該值一般取值在5%至20%。
[0041]上述閾值的大小可以等于目標值與第一預設值的乘積。同樣該閾值越大，控制速度越快。
[0042]步驟S37可以包括:按照設定值通過電壓環輸出控制PFC電路中開關管的PWM信號，PWM信號的占空比隨設定值的大小變化。
[0043]圖4是根據本發明優選實施例的PFC電路的控制方法的流程圖，如圖所示，本發明優選實施例的PFC電路的控制方法具體流程為:
[0044]PFC電路啟動；
[0045]獲取PFC電路輸出電壓應該達到目標值參數；
[0046]通過電壓測量裝置檢測輸出電壓的實際值；
[0047]比較輸出電壓的目標值與實際值之間的差值的絕對值與閾值的大小，當輸出電壓的目標值與實際值之間的差值的絕對值不大于閾值時，將PFC電路電壓環控制的設定值賦值為上述目標值，當輸出電壓的目標值與實際值之間的差值的絕對值大于閾值時，將PFC電路電壓環控制的設定值賦值為當前設定值加上目標值與實際值差值的10%，其中2%和10%的兩個預設值可以根據控制的要求靈活進行改變；
[0048]按照設定值通過電壓環控制PFC電路，也就是說當前輸出電壓接近目標值時，直接按照目標值控制PFC電路，如果當前輸出電壓與目標值相差較大時，逐步增大設定值，增大的幅度根據差值的大小確定；
[0049]判斷控制過程是否結束，也就是判斷PFC電路已經達到預設的控制目標，若控制未完成返回檢測實際值的步驟，進行循環控制，直至PFC電路已經達到預設的控制目標。
[0050]以PFC電路升壓目標為380V為例，初始時220V市電電壓經過整流橋整流后輸出約310V，初始時PFC電路的開關管處于關斷狀態，PFC電路的輸出電壓等于輸入電壓 310V，380V*2 % = 7.6V，此時 | 380-310 | = 70V, 70V > 7.6V，此時設定值賦值為310+(380-310) *10%= 317V，控制PFC電壓環將設定值317V作為再次升壓的目標，升壓完成后再次檢測當前輸出電壓值，再進行第二次比較，如此循環。當滿足1380-當前檢測值< 7.6V時，設定值賦值為380V，完成升壓調節。
[0051]應用本發明實施例的PFC電路控制方法和控制裝置，通過檢測當前電路實際輸出電壓與目標值的差值，對電壓環的設定值參數進行實時調整，使電路的輸出電壓緩慢上升，通過限制升壓速度保證了啟動電流不會過大，從而避免了直接使用電路的控制目標值直接作為電壓環的設定值，使PFC電路的輸出電壓突然增大，導致電流瞬間上升帶來的可靠性降低。提高了 PFC電路的安全性和可靠性。
[0052]顯然，本領域的技術人員應該明白，上述的本發明的各模塊或各步驟可以用通用的計算裝置來實現，它們可以集中在單個的計算裝置上，或者分布在多個計算裝置所組成的網絡上，可選地，它們可以用計算裝置可執行的程序代碼來實現，從而，可以將它們存儲在存儲裝置中由計算裝置來執行，或者將它們分別制作成各個集成電路模塊，或者將它們中的多個模塊或步驟制作成單個集成電路模塊來實現。這樣，本發明不限制于任何特定的硬件和軟件結合。
[0053]以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，對于本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種PFC電路的控制方法，其特征在于，包括: 獲取所述PFC電路輸出電壓的目標值； 檢測所述PFC電路輸出電壓的實際值； 根據所述輸出電壓的目標值與所述實際值之間的差值的絕對值的大小對PFC電路電壓環的設定值進行賦值； 按照所述設定值通過電壓環控制所述PFC電路。
2.根據權利要求1所述的控制方法，其特征在于，根據所述輸出電壓的目標值與所述實際值之間的差值的絕對值對所述PFC電路電壓環的設定值進行賦值包括: 計算所述輸出電壓的目標值與所述實際值之間的差值； 比較所述差值的絕對值與預設閾值的大小； 根據比較結果對所述PFC電路電壓環的設定值進行賦值。
3.根據權利要求2所述的控制方法，其特征在于，根據比較結果對所述PFC電路電壓環的設定值進行賦值包括: 當所述差值的絕對值大于所述閾值時，以設定值與預設增值的和重新賦值所述設定值； 當所述差值的絕對值不大于所述閾值時，以所述目標值賦值所述設定值。
4.根據權利要求2或3所述的控制方法，其特征在于，所述預設閾值等于所述目標值與第一預設值的乘積。
5.根據權利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述預設增值等于所述輸出電壓的目標值與所述實際值之間的差值與第二預設值的乘積。
6.根據權利要求1所述的控制方法，其特征在于，按照所述設定值通過電壓環控制所述PFC電路包括:按照所述設定值通過電壓環輸出控制所述PFC電路中開關管的PWM信號，所述PWM信號的占空比隨所述設定值的大小變化。
7.—種PFC電路的控制裝置，其特征在于，包括: 目標值獲取模塊，用于獲取所述PFC電路輸出電壓的目標值； 電壓檢測模塊，用于檢測所述PFC電路輸出電壓的實際值； 參數賦值模塊，用于根據所述輸出電壓的目標值與所述實際值之間的差值的絕對值的大小對PFC電路電壓環的設定值進行賦值； 控制模塊，用于按照所述設定值通過電壓環控制所述PFC電路。
8.根據權利要求7所述的控制裝置，其特征在于，所述參數賦值模塊包括: 計算子模塊，用于計算所述輸出電壓的目標值與所述實際值之間的差值； 比較子模塊，用于比較所述差值的絕對值與預設閾值的大小； 設定值賦值子模塊，用于根據比較結果對所述PFC電路電壓環的設定值進行賦值。
9.一種PFC電路，其特征在于，包括根據權利要求7或8所述的PFC電路的控制裝置。
10.一種數字電源，其特征在于，包括根據權利要求9所述的PFC電路。
【文檔編號】H02M1/42GK103532369SQ201210232953
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2012年7月5日 優先權日:2012年7月5日
【發明者】孫豐濤, 胡晰怡, 曹成, 趙志剛, 呂向前 申請人:珠海格力電器股份有限公司