一种pfc控制方法和控制装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种PFC控制方法和装置，将市电交流电压与一不失真的标准同相正弦波基波进行比较，最终得到带有适量基波的失真信号，失真信号反映了市电的畸变情况，利用这个信号去控制PFC装置的工作电流，使得PFC装置的工作电流在市电的半波波形中，瞬间出现重载时，本装置消耗很小的工作电流或不消耗，而在相对轻载瞬间，消耗较大的工作电流，来减小市电电压波形失真，这样实现用电单元的整体PF值升高，用电单元中存在其它畸变负载，PFC装置仍可良好工作，用电单元整体PF值被提升。
【专利说明】ー种PFC控制方法和控制装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于功率因数校正(PFC)装置的PFC控制方法，本发明还涉及使用上述方法的控制装置。
【背景技术】
[0002]エ业与民用都经常需要把各种电网交流电压变成直流，甚至是隔离的直流电，随着国家标准对用电器的功率因数(PF)的进ー步要求，目前，对消耗功率75W以上的开关电源都有功率因数要求，即要求电路的工作电流波形基本和电压波形相同。
[0003]目前已有功率因数校正电路解决这ー问题，功率因数校正电路简称为PFC电路，是 Power Factor Correction 的缩写。
[0004]注:75W数据来源于中国国家标准GB17625.1-1998，名为《低压电气及电子设备发出的谐波电流限值(设备每相输入电流< 16A)》。
[0005]传统的BOOST功率因数校正器已经良好地解决了这ー问题，其工作原理可以參见电子エ业出版社的《开关电源的原理与设计》第190页、191页，该书ISBN号7-121-00211-6。
[0006]精确地说，功率因数是指输入有功功率和输入视在功率的比值；传统的功率因数校正器也分为无源和有源两种，有源功率因数校正(APFC:ActiVe Power FactorCorrection)目前得到广泛应用，目前APFC电路的常用拓扑有:升压式(Boost);降压式(Buck);升/降压式(Buck/Boost);反激式(Flyback),而且直接简称为PFC电路。而控制方法也很多，电感电流断续控制法，电感电流临界连续控制法，电流峰值控制法，电流滞环控制法，平均电流控制法，单周期控制法，它们的共同特点就是要求PFC电路的工作电流波形基本和电压波形相同。
[0007]现有的PFC这种电流波形和电压波形同步的方法，在输入交流电为标准的正弦波吋，效果很好，图1电压曲线(图1中上图y轴U对应的曲线)示出了我国市电的在标称220VAC下的波形，其峰值为311V，图1中电流曲线(图1中上图y轴I对应的曲线)示出了现有的PFC电路的工作电流波形，电压电流同相，较理想的PFC电路就是为了获得这种纯电阻特性的用电性能。
[0008]事实上，エ业用电和市电的电压波形由于各种原因，都不是标准的正弦波，图2示出的电压波形，就是广州萝岗区沧联エ业园在2013年6月24日早上8:32分采集的エ业用电波形，此时大部份エ厂已上班；因为示波器的最大输入电压峰峰值仅为300V左右，为了方便看到波形，使用了整流电路对交流电整流后，无任何滤波电容，带上4.7K/20W的功率电阻作为负载，示波器接在功率电阻两端采集而得，示波器为安捷伦DS0-X3024A数字示波器。
[0009]众所周知，肉眼能观察到的失真，失真度都大于10%，对于图2示出的电压波形，现有PFC在这种失真的交流电压下得到的电流波形如图3所示，这种纯电阻特性的PFC电路，其电流相位与电压相位同相。现有PFC电路对于已失真的交流电压波形并没有直接的改善作用。
[0010]图4示出了现有PFC电路在电カ系统中的不足，交流电源AC输出的为标准的正弦波，如图4中的I所指；因超导体供电目前仍无法普及，故设置电阻Rol和Ro2为供电线路的等效内阻，而负载RLl为除了用电单元5以外的所有用电负载的等效体，一般情况下，负载RLl为非线性负载，其端电压为失真的波形，如图4中的2所指；电阻Ro3和Ro4为用电単元5的供电线路的等效内阻，负载RL2为用电単元5的负载。
[0011]当用电单元5为ー个良好的功率因数示范单位吋，即负载RL2为纯阻性的PFC电路，那么用电单元5的供电端3、4之间，一祥存在失真的供电波形，从图4不难分析出，这个波形只是幅值低一点，如图4中的2所指。
[0012]由于相关标准的约束，如笔记本电脑的电源适配器、手机充电器、可控硅调速风扇等都不带有功率因素校正。在这里，把这种非纯阻性的负载统称为畸变负载，尽管功率小，但数量众多，引起图4中负载RLl的消耗电流畸变，负载RLl的端电压也出现畸变，相应地，用电单元5中使用现有技术的PFC电路时，流过电阻Ro3和Ro4的电流仍是畸变的。
[0013]当用电单元5的供电端3、4之间还接有畸变负载时，流过电阻Ro3或Ro4的电流畸变进ー步恶化。流过电阻Ro3或Ro4的电流即为用电单元5的用电单元的工作电流。
[0014]综上，现有PFC电路在电カ系统中的不足主要有两点:
[0015](I)无法改善现有PFC电路所在的用电单元的工作电流波形；
[0016](2)用电单元中存在其它畸变负载，用电单元的工作电流波形进ー步恶化。
[0017]即现有PFC电路在电カ系统中对周边的已失真的电流没有改善作用。
【发明内容】
[0018]有鉴如此，本发明的目的是在于要解决现有PFC电路存在的不足，提供ー种PFC控制方法对用电单元中已失真的电流有改善作用，当用电单元中存在其它畸变负载时，本发明可以改善用电单元的工作电流，使得用电单元的整体PF值得到提高。
[0019]本发明的另一目的还在于提供ー种使用上述方法的控制装置。
[0020]本发明的目的是这样实现的，一种用于PFC装置的PFC控制方法，检测PFC装置输入端的输入交流电电压波形，并把所述的输入的交流电电压波形不失真地衰减至第一有效值的电压波形，将所述的第一有效值的电压波形与第一标准基波进行减法运算，得到第一波形，所述第一标准基波的有效值等于所述的第一有效值、且与所述的第一有效值的电压波形同频同相；所述的第一波形的有效值与所述的第一有效值的比值为失真度；再采用加法器把所述的第一波形和第二标准基波相加得到第二波形；所述的第二标准基波和所述的输入的交流电同频同相，并且，当所述的失真度大于第一限定值时，所述的第二标准基波的有效值为零；当所述的失真度在所述的第一限定值以下时，所述的第二标准基波的有效值反比于所述的失真度；所述的PFC装置中采用电流反馈式开关变换器，使得所述的PFC装置输入端电流波形跟随所述的第二波形绝对值。
[0021]本发明还提供ー种PFC控制装置，包括:
[0022]一衰减单元，用于将所述的输入的交流电电压波形不失真地衰减至第一有效值；
[0023]—第一标准基波生成单兀，用于生成一个有效值等于所述的第一有效值、并与输入的交流电同频同相的第一标准基波；[0024]一減法运算放大单元，用于将所述的第一有效值的电压波形与第一标准基波进行減法运算，得到第一波形；
[0025]—第二标准基波生成単元，用于生成与输入的交流电同频同相的第二标准基波，并且，当所述的失真度大于第一限定值时，所述的第二标准基波的有效值为零；当所述的失真度在所述的第一限定值以下时，所述的第二标准基波的有效值反比于所述的失真度；所述第一波形的有效值与所述第一有效值的比值为失真度；
[0026]一求和单元，用于将所述的第一波形和第二标准基波相加得到第二波形；
[0027]所述第二波形的绝对值作为控制PFC装置输入端电流波形的电流反馈跟随值；即使得PFC装置输入端电流波形跟随所述的第二波形绝对值。
[0028]按前文描述的技术方案，检测输入的交流电的电压波形，并把输入的交流电电压波形不失真地衰减至第一有效值，这是因为PFC装置一般工作在市电下，输入电压很高，衰减成低压，以确保后续的电路不被损坏，使用常见的分压电阻即可实现这个功能；第一有效值的电压波形与一个有效值等于第一有效值、同频同相的第一标准基波进行减法运算，得到第一波形，第一有效值的电压波形，为已失真的市电波形，减去有效值相等的第一标准基波，得到的第一波形即为失真波形。已失真的市电波形若如前文所述，是在接近峰顶时被“削顶”，那么，减去有效值相等的标准基波后，得到的“第一波形”为对应在“削顶时”输出电压更低的失真波形。当失真度大于第一限定值时，第二标准基波的有效值为零，即第二波形和第一波形是相等的，PFC装置中的开关变换器，采用电流反馈技木，使得PFC装置的输入端电流波形跟随第二波形，即跟随第一波形。
[0029]即当市电波形在接近峰顶时被“削顶”对应的时刻，PFC装置的输入端电流波形在这时消耗电流更小，甚至为零。市电波形在接近峰顶时被“削顶”对应的时刻，正是因为各种其它电器的峰值整流电路引起，消耗电流极大，通过供电线的内阻引起市电波形失真，而本发明的PFC控制方法，就是通过把已失真的市电波形，与一个标准基波比较，标准基波是一个干净的纯正正弦波，其自身失真度极低，比较后，比标准基波低的电压区间，说明在这个区间，市电被其它电器消耗的电流过大，而在这个区间，本发明的PFC控制方法所控制的PFC装置，消耗电流较小；相应地，与标准基波相比，最低的电压对应的区间，因为PFC装置电路本身的电流反馈技木，PFC装置的输入端电流可以降至零。
[0030]即实现了，当用电单元中其它用电器，消耗的电流大，而PFC装置通过被动的失真检测，在其它电器耗电大的区间，本发明可以使PFC装置减小工作电流，甚至降为零，这样使得用电单元整体的PF值升高。
[0031]当输入的市电波形失真很小时，市电波形与标准基波比较后，第一波形的电压接近零，若不采取特殊措施，后续电路的电流反馈技术无法直接跟踪第一波形来工作。用加法器把第一波形和第二标准基波相加得到第二波形，失真度在第一限定值以下时，第二标准基波的有效值反比于失真度，即第一波形的电压接近零，即失真度越接近零，第二标准基波的有效值越高，这样，得到的第二波形中基波的成份越多，PFC装置中的开关变换器，采用电流反馈技术，使得PFC装置的输入端电流波形跟随第二波形。这时，随着失真度的降低，本控制方法越来越接近传统的PFC控制效果。
[0032]通过上述工作原理，可以看出本发明的有益效果为:
[0033](I)改善所在的用电单元的工作电流波形，使得用电单元整体的PF值升高；[0034](2)用电单元中存在其它畸变负载，PFC装置仍可良好工作；
[0035](3)由于用电単元整体PF值被提升，风力、光伏发电的逆电器向市电供电变得容易。
【专利附图】
【附图说明】
[0036]图1为现有的PFC电路的工作电压、电流波形图；
[0037]图2为实测广州某地的市电经整流带纯阻负载的波形图；
[0038]图3为现有PFC在失真的交流电压下得到的电流波形图；
[0039]图4为说明现有PFC电路在电カ系统中的等效电路图；
[0040]图5为本发明第一实施例原理框图；
[0041]图6为本发明第二实施例原理框图。
【具体实施方式】
[0042]第一实施例
[0043]图5示出了第一实施例的原理框图，示出了应用本发明方法的采用电流反馈式PFC装置，包括:由四个整流ニ极管Da、Db、Dc、Dd组成的整流桥，以及电感LI和功率管Ql、ニ极管D1、电容Cl组成的经典Boost PFC电路拓扑；以及反馈信号衰减单元1/H、比较器单元、电流峰值检测电路IA组成电流反馈部分；比较器单元还包括内置的电流误差放大器、脉宽调制器和驱动器等，属于现有技木，图5中未画出，其负载是一个经典PFC电路拓扑的主功率MOS管Ql ;衰减单元1/H内部还包括内置的基准电压和误差放大器，也属于现有技术，图5中未画出，衰减单元的功能是分压，也作分压器。其PFC控制装置采用本发明的控制方法控制，由衰减器1/K、波形恢复单元、BEF滤波单元、限幅单元、BPF滤波单元、压控放大器Al、求和电路A2、精密全波整流电路A3、乘法器M。
[0044]精密全波整流电路A3的输出值Y就是本发明控制方法得到的信号，方法包括:图5的PFC装置中，检测输入的交流电电压UAC经整流输出半波波形W1，并通过衰减器1/K、波形恢复单元把输入的交流电Ua。不失真地衰减到第一有效值，在图5中，是经波形恢复单元逐周期反相成正常的正弦波，即图5中波形WRl对应的有效值，也记作WRl ;第一有效值WRl的电压波形与一个有效值等于第一有效值、同频同相的第一标准基波进行减法运算，得到第一波形WFl，在图5中，是通过BEF滤波单元电路实现这一功能，BEF滤波单元电路为带阻滤波器，滤除了波形WRl的基波，同频同相的第一标准基波为带阻滤波器BEF滤波单元的虚拟波，自动等于第一有效值WR1，即为エ频交流电的基波，BEF滤波单元的输出即为エ频交流电的失真波形，即为所述的第一波形，如图5中WFl所指的点对应的波形；
[0045]显然，本文中提及的标准基波是指失真度为零的正弦波，且与输入的交流电同频率同相位，简称同频同相，即与第一有效值的电压波形也同频同相；
[0046]很显然，第一波形WFl的有效值与第一有效值WRl的比值为失真度THD，采用加法器A2把第一波形WFl和第二标准基波WS2相加得到第二波形WF2，第二标准基波WS2和输入的交流电同频同相，在图5中，是通过BPF滤波单元电路实现这一功能，BPF滤波单元电路为带通滤波器，第一有效值WRl经过限幅电路后，再经过BPF滤波单元就可以得到纯净的、和输入的交流电同频同相的第二标准基波WS2 ；[0047]当失真度THD大于第一限定值时，第二标准基波WS2的有效值为零，失真度在第一限定值以下时，第二标准基波的有效值反比于失真度THD，PFC装置中的开关变换器，采用电流反馈技木，使得PFC装置的输入端电流iL波形跟随第二波形WF2的绝对值；
[0048]图5中利用压控放大器Al实现上述功能，当BEF滤波单元输出的第一波形WFl的有效值小时，即在失真度在第一限定值以下时，压控放大器Al的増益高；当BEF滤波单元输出的第一波形WFl的有效值大时，失真度大于第一限定值时，压控放大器Al的增益极低，甚至为零；
[0049]图5是通过精密全波整流电路A3对第二波形WF2精密整流获得绝对值；
[0050]PFC装置的输出电压Vo，即滤波电容Cl的端电压，经衰减单元1/H内部电路分压，并和衰减单元1/H内部的基准电压Vr比较后，输入给衰减单元1/H内部的误差放大器VA处理，得到输出电压信号X ;
[0051]精密全波整流电路A3的输出绝对值Y和上述的输出电压信号X共同加到乘法器M的输入端，乘法器M的输出端Z=XY，乘法器M的输出Z作为电流反馈控制的基准信号，交给比较器单元，与电流峰值检测电路IA输出的开关电流iS检测值比较后，经过比较器内置的电流误差放大器CA加到内置的PWM及驱动器，以控制主功率MOS管Ql的通断，从而使输入电流(即电感LI的电流)iL的波形与精密全波整流电路A3的输出值Y波形基本一致。
[0052]这样实现了当输入的市电波形失真很小时，市电波形与标准基波比较后，得到的第一波形WFl的电压接近零，若不采取特殊措施，后续电路的电流反馈技术无法直接跟踪第一波形WFl来工作。第一限定值就是为了解决这ー问题而设定的，用求和电路A2把第一波形WFl和第二标准基波WS2相加得到第二波形WF2，失真度在第一限定值以下时，第二标准基波WS2的有效值反比于失真度，即第一波形的电压接近零，即失真度越接近零，第二标准基波的有效值越高，这样，得到的第二波形WF2中基波的成份越多，本发明的PFC装置中的开关变换器，采用电流反馈技术，使得PFC装置的输入端电流iL波形跟随第二波形的绝对值Y。这时，随着失真度的降低，本发明控制方法越来越接近传统的PFC控制效果。根据PFC装置的功率以及想得到的校正效果，即本发明的PFC装置最大允许的其它畸变负载功率，来确定第一限定值的大小。
[0053]如同技术方案中的工作原理，本发明实现了对用电单元电路中的失真电压波形检测，在交流电电压的半波中，电压相对较高时刻，即供电线路中用电负载相对轻时刻，实现PFC装置工作或消耗电流较大；在交流电电压的半波中，电压相对较低时刻，即供电线路中用电负载相对重时刻，实现PFC装置消耗电流为零或较小，这样实现了对用电单元的整体PF值校正，使用电单元整体的电流谐波大为減少，提高了用电单元的输入端功率因数，并且，当用电单元本身的功率因数很高吋，本发明的控制方法仍可实现PFC装置良好地工作，从而实现发明目的。
[0054]当电感电流峰值按失真度规律变化时，从零变化到交流电半波同期中最大值时，会随失真波形出现在某ー时刻，主功率MOS管Ql的占空比D的变化也是随精密全波整流电路A3的输出值Y和所在半波的某个位置決定的，即半个エ频周期内，占空比有时大于0.5，有时小于0.5 ;因此有可能产生次谐波振荡(Sub-harmonic oscillation)。为了防止次谐波振荡的出现，在比较器的输入端增加ー个斜率补偿函数(Slope compensation)或称斜坡(Ramp)补偿函数，如图5中SCl所示，以便在占空比广泛变化范围内，电路能稳定工作。采用其它如电流滞环控制方式工作，SCl这部份可以省去。
[0055]从原理上说，任何ー种DC-DC变换器拓扑，如Buck，Boost, Fly back, SEPIC，乃至Cuk变换器都可以用做PFC的主电路。但是，由于Boost变换器的特殊优点，更广泛地应用于PFC。实施例ー仅以Boost电流峰值PFC采用本发明的控制方法实现的PFC装置为例，说明本发明的PFC控制方法和装置电路的基本工作原理。
[0056]第一实施例采用了滤波电路实现了本发明PFC控制方法以及控制装置，电流检测电路IA工作在峰值检测下，也可以工作在平均值上，相应地，比较器的工作方式也需调整，但这不影响本发明的PFC控制方法的工作方式。本发明也可以采用运算电路实现本发明PFC控制方法以及装置，如下述第二实施例。
[0057]第二实施例
[0058]图6示出了第二实施例的原理框图，示出了应用本发明方法的PFC装置，包括:由四个整流ニ极管Da、Db、Dc、Dd组成的整流桥，以及电感LI和功率管Ql、ニ极管D1、电容Cl组成的经典Boost PFC电路拓扑；以及反馈信号衰减单元1/H、比较器单元、电流峰值检测电路IA组成的电流反馈部分；比较器单元还包括内置的电流误差放大器、脉宽调制器和驱动器等，属于现有技术，图6中未画出，其负载是一个经典PFC电路拓扑的主功率MOS管Ql ；衰减单元1/H内部还包括内置的基准电压和误差放大器，也属于现有技木，图6中未画出，衰减单元的功能是分压，也作分压器。其控制装置采用本发明的控制方法控制，由电阻R1、R2、R3和放大电路A4组成衰减单元、减法运算放大电路A5、PLL振荡电路、精密全波整流电路A3、压控放大器Al、求和电路A2、乘法器M。
[0059]由电阻R1、R2、R3和放大电路A4组成衰减单元，具体连接为，电阻Rl和电阻R2的一端分别与市电的两根进线连接，电阻Rl和电阻R2的另一端相连，且与电阻R3 —端相连，同时连接至放大电路A4的输入端，电阻R3的另一端与整流桥的输出负相连接；
[0060]放大电路A4是线性放大，输出半波波形WR1，PLL振荡电路利用半波波形WRl的相位进行锁相振荡，获得标准的、纯净的、和市电同频同相的正弦波WS1，即第一标准基波；波波形WRl和第一标准基波WSl交给由精密全波整流电路A3、减法运算放大电路A5组成的减法器电路，由減法运算放大电路A5的输出端得到第一波形WFl ；
[0061]減法器电路的工作原理:波形WRl为半波，而第一标准基波WSl为正弦波，所以，使用了精密全波整流电路A3把第一标准基波WSl整流成半波，再交给减法运算放大电路A5进行减法运算，获得エ频交流电中的失真信号，即第一波形WFl ;如图6中WFl所指的点对应的波形；
[0062]很显然，第一波形WFl的有效值与第一有效值WRl的比值为失真度THD，采用加法器A2把第一波形WFl和第二标准基波WS2相加得到第二波形WF2，第二标准基波WS2和输入的交流电同频同相，在图6中，是通过压控放大器Al放大精密全波整流电路A3的输出半波获得。
[0063]当失真度THD大于第一限定值时，第二标准基波WS2的有效值为零，失真度在第一限定值以下时，第二标准基波的有效值反比于失真度THD，PFC装置中的开关变换器，采用电流反馈技木，使得PFC装置的输入端电流iL波形跟随第二波形WF2的绝对值；
[0064]图6中利用压控放大器Al实现上述功能，当减法运算放大电路A5输出的第一波形WFl的有效值小吋，即在失真度在第一限定值以下时，压控放大器Al的増益高；当减法运算放大电路A5输出的第一波形WFl的有效值大时，失真度大于第一限定值时，压控放大器Al的增益极低，甚至为零，即输出的第二标准基波WS2为零；
[0065]求和电路A2把WFl和WS2相加得到第二波形WF2，实现了 WF2=WF1+WS2 ;第二波形WF2同时为信号Y ;
[0066]PFC装置的输出电压Vo，即滤波电容Cl的端电压，经衰减单元1/H内部电路分压，并和衰减单元1/H内部的基准电压比较后，输入给衰减单元1/H内部的误差放大器处理，得到输出电压信号X ；
[0067]信号Y和上述的输出电压信号X共同加到乘法器M的输入端,乘法器M的输出端Z=XY，乘法器M的输出Z作为电流反馈控制的基准信号，交给比较器単元，与电流检测电路IA输出的开关电流iS检测值比较后，经过比较器内置的电流误差放大器加到内置的PWM及驱动器，以控制主功率MOS管Ql的通断，从而使输入电流(即电感LI的电流)iL的波形与求和电路A2输出的第二波形WF2，即Y波形基本一致。
[0068]这样实现了当输入的市电UAC波形失真很小时，市电波形与标准基波比较后，得到的第一波形WFl的电压接近零，若不采取特殊措施，后续电路的电流反馈技术无法直接跟踪第一波形WFl来工作。用求和电路A2把第一波形WFl和第二标准基波WS2相加得到第二波形WF2，失真度在第一限定值以下时，第二标准基波WS2的有效值反比于失真度，即第一波形的电压接近零，即失真度越接近零，第二标准基波的有效值越高，这样，得到的第ニ波形WF2中基波的成份越多，本发明的PFC装置中的开关变换器，采用电流反馈技木，使得PFC装置的输入端电流iL波形跟随第二波形WF2，即信号Y。这时，随着失真度的降低，本发明控制方法越来越接近传统的PFC控制效果。
[0069]如同技术方案中的工作原理，本发明第二实施例实现了对用电单元电路中的失真电压波形检测，在交流电电压的半波中，电压相对较高时，即供电线路中用电负载相对轻时，实现PFC装置工作或消耗电流较大；在交流电电压的半波中，电压相对较低吋，即供电线路中用电负载相对重时，实现PFC装置消耗电流为零或较小，这样实现了对用电单元的整体PF值校正，使用电单元整体的电流谐波大为減少，提高了用电单元的输入端功率因数，并且，当用电单元本身的功率因数很高时，本发明的控制方法仍可实现PFC装置良好地工作，从而实现发明目的。
[0070]以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在本发明电路的基本拓扑中加入不同采样、控制策略和电流检测策略，可以进ー步优化本发明在半载、轻载下的功率因数值，或直接使用无桥PFC作为主功率拓扑，同样使用失真信号控制PFC电路，这对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围，这里不再用实施例赘述，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
【权利要求】
1.一种用于PFC装置的PFC控制方法，其特征在于，检测PFC装置输入端的输入交流电电压波形，并把所述的输入交流电电压波形不失真地衰减至第一有效值的电压波形，将所述的第一有效值的电压波形与第一标准基波进行减法运算得到第一波形，所述第一标准基波的有效值等于所述的第一有效值、且与所述的第一有效值的电压波形同频同相；所述的第一波形的有效值与所述的第一有效值的比值为失真度；再采用加法器把所述的第一波形和第二标准基波相加得到第二波形；所述的第二标准基波和所述的输入交流电同频同相，并且，当所述的失真度大于第一限定值时，所述的第二标准基波的有效值为零；当所述的失真度在所述的第一限定值以下时，所述的第二标准基波的有效值反比于所述的失真度；所述的PFC装置中采用电流反馈式开关变换器，使得所述的PFC装置输入端电流波形跟随所述的第二波形的绝对值。
2.ー种使用权利要求1所述方法的PFC控制装置，其特征在于，包括: 一衰减单元，用于将所述的输入交流电电压波形不失真地衰减至第一有效值； 一第一标准基波生成単元，用于生成一个有效值等于所述的第一有效值、并与所述的输入交流电同频同相的第一标准基波； 一減法运算放大单元，用于将所述的第一有效值的电压波形与所述的第一标准基波进行減法运算，得到第一波形； 一第二标准基波生成単元，用于生成与所述的输入交流电同频同相的第二标准基波，并且，当失真度大于第一限定值时，所述的第二标准基波的有效值为零；当所述的失真度在所述的第一限定值以下时，所述的第二标准基波的有效值反比于所述的失真度；所述第一波形的有效值与所述第一有效值的比值为失真度； 一求和単元，用于将所述的第一波形和所述的第二标准基波相加得到第二波形； 所述第二波形的绝对值作为控制PFC装置输入端电流波形的电流反馈跟随值；即使得PFC装置输入端电流波形跟随所述的第二波形绝对值。
3.根据权利要求2所述的PFC控制装置，其特征在于，所述衰减単元包括衰减器、波形恢复单元；所述衰减器连接输入交流电经整流输出的半波波形，把输入的交流电不失真地衰减到所述的第一有效值，并经所述的波形恢复单元逐周期反相成正常的正弦波输出。
4.根据权利要求3所述的PFC控制装置，其特征在于，所述第一标准基波生成単元和所述减法运算放大单元组成带阻滤波器，所述波形恢复单元的输出接入所述的带阻滤波器，所述的带阻滤波器滤除所述的波形恢复单元输出波形中的基波，所述的同频同相的第一标准基波为所述的带阻滤波器BEF滤波单元的虚拟波，自动等于所述的第一有效值WR1，即为エ频交流电的基波，所述的带阻滤波器的输出即为エ频交流电的失真波形，即为所述的第一波形。
5.根据权利要求4所述的PFC控制装置，其特征在于，所述第二标准基波生成単元包括限幅电路、带通滤波器和压控放大器，所述波形恢复单元的输出接入所述的限幅电路，所述的压控放大器的控制端接入所述的第一波形；所述波形恢复单元输出波形经过所述的限幅电路后，再经过所述的带通滤波器得到所述的与输入交流电同频同相的第二标准基波；所述第二标准基波的有效值经所述的压控放大器调节输出。
6.根据权利要求2所述的PFC控制装置，其特征在于，所述衰减単元包括电阻Rl、电阻R2、电阻R3和放大电路A4，所述的电阻Rl和所述的电阻R2的一端分别与市电的两根进线连接，所述的电阻Rl和所述的电阻R2的另一端相连，且与所述的电阻R3 —端相连，同时连接至所述的放大电路A4的输入端，所述的电阻R3的另一端与输入交流电整流桥的输出负相连接；所述的放大电路A4输出不失真地衰减到所述的第一有效值的半波波形。
7.根据权利要求6所述的PFC控制装置，其特征在于，所述第一标准基波生成単元包括PLL振荡电路，所述的PLL振荡电路接入所述的放大电路A4输出的半波波形，对所述的半波波形的相位进行锁相振荡，获得和输入市电同频同相的正弦波，即所述的第一标准基波。
8.根据权利要求7所述的PFC控制装置，其特征在于，所述减法运算放大单元包括精密全波整流电路A3、減法运算放大电路A5 ;所述PLL振荡电路输出的所述的第一标准基波接入所述的精密全波整流电路A3后再输入到所述的减法运算放大电路A5的一个输入端；所述放大电路A4输出的所述的第一有效值的半波波形输入到所述的减法运算放大电路A5的另ー个输入端；所述的减法运算放大电路A5的输出端得到所述的第一波形。
9.根据权利要求8所述的PFC控制装置，其特征在于，所述第二标准基波生成単元包括压控放大器，所述经精密全波整流电路A3后的所述第一标准基波接入所述的压控放大器输入端，所述的压控放大器的控制端接入所述的第一波形，所述的压控放大器调节输出所述的和输入市电同频同相的第二标准基波，同时所述的第二标准基波的有效值经所述的压控放大器调节输出。`
【文档编号】H02M1/42GK103560662SQ201310530668
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年10月31日 优先权日:2013年10月31日
【发明者】王保均 申请人:广州金升阳科技有限公司