每个相位(710、711、712)中的功率。在此情况中，功率转换器不生成功率，而是在相位之间调控功率。这由复合功率(713)证明，复合功率(713)接近零。这个过程不是无损的，这说明了复合功率不是精确为零的原因。
[0071]本发明和之前的专利中说明的架构是唯一能够提供功率转换(例如太阳能逆变器)并且还通过新颖的控制提供功率因数校正的架构。另外，所述架构能够在转换器不进行DC到AC的功率转换时提供功率因数校正(图7 (d))，例如，当功率转换器作为太阳能系统的部分在夜晚应用时。所述架构能够在H桥的电流处理能力范围内提供可变量的校正(图6)。与生成无功功率的专用系统不同，本发明不需要已经在用的功率转化电路以外的额外的功率电路。
[0072]参照图8，可以如图所示实行优选的实现方式中使用的正弦/余弦相关器。正弦/余弦相关器(810)的功能是确定两个输入之间的相移。在此实现方式中，来自电流换能器1^12或I 3(图3中的329C、330C、331C)的电流的ADC样本供给输入In10(821)。第二输Λ In20(822)是参考相位字。输入In1Q(821)供给两个乘法器(813、814)中的每个的一个输入。每个乘法器的第二输入与查找表(正弦查找表815和余弦查找表816)的输出相连接。输入In2Q(822)供给每个查找表(815、816)的输入。每个乘法器(813、814)的输出分别与Atan2 块(819)的输入 ‘a’ (817)和 ‘b’ (818)相连接。Atan2 块(820)将输入 In10(821)和输入In2Q(822)之间的相移(820)输出。在不脱离本发明的范围和精神的情况下，本发明的结构和操作的方法中的各种其它修改和变更对本领域技术人员而言将是明显的。尽管已经结合具体的优选实施例对本发明进行说明，应理解，要求保护的本发明不应过分局限于这些具体的实施例。意图在于，下列权利要求界定了本发明的范围，并因而覆盖了这些权利要求及其等同物的范围内的结构和方法。
【主权项】
1.一种包括用于控制具有功率信号频率和一个或多个电压-电流(V-1)相位补偿的三相AC功率的功率因数校正(PFC)的系统的装置，该装置包括: 频率控制逻辑，通过提供频率控制数据来响应多个数据，通过用下列数据来处理所述三相AC功率的集合的相位数据和起始频率数据中的至少一个: 与所述三相AC功率的电压和电流中的一个的各自相位相关联的第一测量的功率数据，以及 与所述功率信号频率对应的合成的频率数据； 频率合成器逻辑，与所述频率控制逻辑耦合，并且通过提供所述合成的频率数据来响应所述频率控制数据； 相位控制逻辑，与所述频率合成器逻辑耦合，并且通过提供相位控制数据来响应另一多个数据，通过用所述合成的频率数据和与所述三相AC功率的所述电压和电流中的另一个相关的第二测量的功率数据来处理所述三相AC功率的期望的相位补偿数据和起始相位补偿数据中的至少一个；以及 波形合成器逻辑，与所述相位控制逻辑耦合，并且通过提供与所述三相AC功率的各自相位对应的合成的波形数据来响应所述相位控制数据。2.根据权利要求1所述的装置，其中所述频率控制逻辑、频率合成器逻辑、相位控制逻辑和波形合成器逻辑一起包括微处理器和可编程门阵列中的至少一个。3.根据权利要求1所述的装置，其中所述频率控制逻辑包括: 多个锁存器，通过将所述合成的频率数据锁存以提供锁存的频率数据来响应所述第一测量的功率数据； 组合逻辑，通过提供组合的频率数据来响应至少所述锁存的频率数据；以及 滤波器逻辑，通过提供过滤的频率数据来响应所述组合的频率数据。4.根据权利要求1所述的装置，其中所述频率合成器逻辑包括直接数字合成器。5.根据权利要求1所述的装置，其中所述相位控制逻辑包括: 第一组合逻辑，通过提供组合的相位数据来响应至少所述合成的频率数据和所述期望的相位补偿数据； 相关逻辑，通过提供相关联的相位数据来响应所述组合的相位数据和所述第二测量的功率数据； 滤波器逻辑，通过提供过滤的相位数据来响应所述相关联的相位数据；以及 第二组合逻辑，通过提供所述相位控制数据来响应至少所述合成的频率数据和所述过滤的相位数据。6.根据权利要求1所述的装置，其中所述波形合成器逻辑包括通过提供所述合成的波形数据来响应所述相位控制数据的查找表。7.—种包括用于控制具有功率信号频率和一个或多个电压-电流(V-1)相位补偿的三相AC功率的功率因数校正(PFC)的可编程系统的装置，该装置包括编程为执行以下处理的逻辑电路: 通过提供频率控制数据来响应多个数据，通过用下列数据来处理所述三相AC功率的集合的相位数据和起始频率数据中的至少一个: 与所述三相AC功率的电压和电流中的一个的各自相位相关的第一测量的功率数据，以及 与所述功率信号频率对应的合成的频率数据； 通过提供所述合成的频率数据来响应所述频率控制数据； 通过提供相位控制数据来响应另一多个数据，通过用所述合成的频率数据和与所述三相AC功率的所述电压和电流中的另一个相关的第二测量的功率数据来处理所述三相AC功率的期望的相位补偿数据和起始相位补偿数据中的至少一个；以及 通过提供与所述三相AC功率的各自相位对应的合成的波形数据来响应所述相位控制数据。8.根据权利要求7所述的装置，其中所述逻辑电路包括微处理器和可编程门阵列中的至少一个。9.根据权利要求7所述的装置，其中所述逻辑电路被编程为通过以下处理提供频率控制数据来响应多个数据: 通过将所述合成的频率数据锁存以提供锁存的频率数据来响应所述第一测量的功率数据； 将至少所述锁存的频率数据组合以提供组合的频率数据；以及 过滤所述组合的频率数据以提供过滤的频率数据。10.根据权利要求7所述的装置，其中所述逻辑电路被编程为由直接数字合成通过提供所述合成的频率数据来响应所述频率控制数据。11.根据权利要求7所述的装置，其中所述逻辑电路被编程为通过以下处理提供相位控制数据来响应另一多个数据: 将至少所述合成的频率数据与所述期望的相位补偿数据组合来提供组合的相位数据； 将所述组合的相位数据和所述第二测量的功率数据相关联以提供相关联的相位数据； 过滤所述相关联的相位数据以提供过滤的相位数据；以及 将至少所述合成的频率数据和所述过滤的相位数据组合以提供所述相位控制数据。12.根据权利要求7所述的装置，其中所述逻辑电路被编程为通过以下处理提供合成的波形数据来响应所述相位控制数据:访问具有所述相位控制数据的查找表来提供所述合成的波形数据。13.一种用于控制具有功率信号频率和一个或多个电压-电流(V-1)相位补偿的三相AC功率的功率因数校正(PFC)的方法，包括: 通过提供频率控制数据来响应多个数据，通过用下列数据来处理所述三相AC功率的集合的相位数据和起始频率数据中的至少一个: 与所述三相AC功率的电压和电流中的一个的各自相位相关的第一测量的功率数据，以及 与所述功率信号频率对应的合成的频率数据； 通过提供合成的频率数据来响应所述频率控制数据； 通过提供相位控制数据来响应另一多个数据，通过用合成的频率数据和与所述三相AC功率的电压和电流中的另一个相关的第二测量的功率数据来处理所述三相AC功率的期望的相位补偿数据和起始相位补偿数据中的至少一个；以及 通过提供与所述三相AC功率的各自相位对应的合成的波形数据来响应所述相位控制数据。14.根据权利要求13所述的方法，其中所述响应多个数据、响应所述频率控制数据、所述响应另一多个数据以及所述响应所述相位控制数据一起包括:用微处理器和可编程门阵列中的至少一个处理所述数据。15.根据权利要求13所述的方法，其中所述通过提供频率控制数据来响应多个数据包括: 通过将所述合成的频率数据锁存以提供锁存的频率数据来响应所述第一测量的功率数据； 将至少所述锁存的频率数据组合以提供组合的频率数据；以及 过滤所述组合的频率数据以提供过滤的频率数据。16.根据权利要求13所述的方法，其中所述通过提供所述合成的频率数据来响应所述频率控制数据包括直接数字合成。17.根据权利要求13所述的方法，其中所述通过提供相位控制数据来响应另一多个数据包括: 将至少所述合成的频率数据和所述期望的相位补偿数据组合以提供组合的相位数据； 将所述组合的相位数据和所述第二测量的功率数据相关联以提供相关联的相位数据； 过滤所述相关联的相位数据以提供过滤的相位数据；以及 将至少所述合成的频率数据和所述过滤的相位数据组合以提供所述相位控制数据。18.根据权利要求13所述的方法，其中所述通过提供与所述三相AC功率的各自相位对应的合成的波形数据来响应所述相位控制数据包括:访问具有所述相位控制数据的查找表来提供所述合成的波形数据。
【专利摘要】为经由三相AC电网传送的三相AC功率提供用于控制功率因数校正(PFC)的系统和方法。监测并使用电网上的电流和电压以生成使能对开关电路的动态控制的波形数据，用于控制电流和电压之间的一个或多个相位补偿。
【IPC分类】H02M1/42, H02J3/18, H02J3/36
【公开号】CN105164882
【申请号】CN201480022786
【发明人】A·P·威利斯, C·A·芬彻
【申请人】Hiq太阳能股份有限公司
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2014年3月13日
【公告号】US20150015216, WO2014160255A1