防止功率因数校正pfc电路的输出电压过压的方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及家用电器技术领域，特别涉及一种防止功率因数校正PFC电路的输出电压过压的方法以及一种防止功率因数校正PFC电路的输出电压过压的装置。
【背景技术】
[0002]在家用空调等设备中，为提高电源功率因数，通常在不可控全桥整流电路之后连接PFC电路例如Boost型功率因数校正电路，并在PFC电路之后连接大容量电解电容和负载(例如开关电源和压缩机等)，这样，通过PFC电路不仅可以达到较高的功率因数，而且可以升压输出稳定的直流电压，给负载提供稳定的直流电源。
[0003]在相关技术中，可采用单周期PFC控制算法对Boost型功率因数校正电路进行控制，具体地，单周期PFC控制算法可通过电压外环和单周期电流内环计算出PFC电路中开关管的占空比。但是，相关技术存在的缺点是，在直流母线电压给定较高电压(接近预设上限电压)时，电压外环的输出可能发生超调，进而引起直流母线电压过高，造成设备中的器件损坏；或者在直流母线电压稳定在较高电压(接近预设上限电压)时，输入电流的下降也可能导致直流母线电压过高，进而造成设备中的器件损坏。因此，相关技术需要改进。
【发明内容】
[0004]本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种防止功率因数校正PFC电路的输出电压过压的方法，该方法能够防止直流母线电压过高，避免设备中的器件因过压而损坏。
[0005]本发明的另一个目的在于提出一种防止功率因数校正PFC电路的输出电压过压的装置。
[0006]为达到上述目的，本发明实施例提出了一种防止功率因数校正PFC电路的输出电压过压的方法，包括以下步骤:检测所述PFC电路的输入电流瞬时值Iinst和所述PFC电路的输入电压瞬时值Vin，并根据所述输入电流瞬时值Iinst计算输入电流平均值Iavg ;检测所述PFC电路输出端的直流母线电压值Vdc，并获取所述PFC电路输出端的直流母线电压给定Vdc_ref，以及根据所述直流母线电压值Vdc和所述直流母线电压给定Vdc_ref获取所述PFC电路的升压比Ka ;根据所述PFC电路的升压比Ka、所述输入电流瞬时值Iinst和所述输入电流平均值Iavg计算所述PFC电路中功率开关管的占空比；获取所述PFC电路输出端的电解电容的耐压上限值Vdc_limit，并根据所述耐压上限值Vdc_limit和所述输入电压瞬时值Vin计算所述占空比的上限限幅，以及根据所述占空比的上限限幅对输出到所述功率开关管的占空比进行限制以防止所述PFC电路的输出电压发生过压。
[0007]根据本发明实施例提出的防止功率因数校正PFC电路的输出电压过压的方法，获取PFC电路输出端的电解电容的耐压上限值Vdc_limit，并根据耐压上限值Vdc_limit和输入电压瞬时值Vin计算占空比的上限限幅，之后根据占空比的上限限幅对输出到功率开关管的占空比进行限制以防止PFC电路的输出电压发生过压。由此，通过在将功率开关管的占空比输出之前对占空比进行限幅，可以达到防止输出电压过高的目的，进而防止直流母线电压过高，避免设备中的器件因过压而损坏。
[0008]根据本发明的一个实施例，可据以下公式计算所述占空比的上限限幅:
[0009]Duty_max = l_Vin/Vdc_limit
[0010]其中，Duty_max为所述占空比的上限限幅。
[0011 ] 根据本发明的一个实施例，根据所述直流母线电压值Vdc和所述直流母线电压给定Vdc_ref获取所述PFC电路的升压比Ka，具体包括:计算所述直流母线电压给定Vdc_ref与所述直流母线电压值Vdc之间的电压误差值；对所述电压误差值进行比例积分调节以获得所述PFC电路的升压比Ka。
[0012]根据本发明的一个实施例，可根据以下公式计算所述PFC电路中功率开关管的占空比:
[0013]Duty = 1-1inst/ (Ka*Iavg)
[0014]其中，Duty为所述PFC电路中功率开关管的占空比。
[0015]根据本发明的一个实施例，检测所述输入电压瞬时值Vin的电压检测通道的延时时间小于2个所述PFC电路的载波周期。
[0016]为达到上述目的，发明实施例还提出了一种防止PFC电路的输出电压过压的装置，包括:第一电压检测模块，用于检测所述PFC电路的输入电压瞬时值Vin ;第二电压检测模块，用于检测所述PFC电路输出端的直流母线电压值Vdc ;第一电流检测模块，用于检测所述PFC电路的输入电流瞬时值Iinst ;控制模块，用于根据所述输入电流瞬时值Iinst计算输入电流平均值Iavg，并获取所述PFC电路输出端的直流母线电压给定Vdc_ref，以及根据所述直流母线电压值Vdc和所述直流母线电压给定VdC_ref获取所述PFC电路的升压比Ka,且根据所述PFC电路的升压比Ka、所述输入电流瞬时值Iinst和所述输入电流平均值Iavg计算所述PFC电路中功率开关管的占空比，以及所述控制模块还用于获取所述PFC电路输出端的电解电容的耐压上限值Vdc_limit，并根据所述耐压上限值Vdc_limit和所述输入电压瞬时值Vin计算所述占空比的上限限幅，以及根据所述占空比的上限限幅对输出到所述功率开关管的占空比进行限制以防止所述PFC电路的输出电压发生过压。
[0017]根据本发明实施例提出的防止功率因数校正PFC电路的输出电压过压的装置，控制模块获取PFC电路输出端的电解电容的耐压上限值Vdc_limit，并根据耐压上限值Vdc_limit和输入电压瞬时值Vin计算占空比的上限限幅，之后根据占空比的上限限幅对输出到功率开关管的占空比进行限制以防止PFC电路的输出电压发生过压。由此，通过在将功率开关管的占空比输出之前对占空比进行限幅，可以达到防止输出电压过高的目的，进而防止直流母线电压过高，避免设备中的器件因过压而损坏。
[0018]根据本发明的一个实施例，所述控制模块根据以下公式计算所述占空比的上限限巾畐:
[0019]Duty_max = l_Vin/Vdc_limit
[0020]其中，Duty_max为所述占空比的上限限幅。
[0021]根据本发明的一个实施例，所述控制模块在获取所述PFC电路的升压比Ka时，通过计算所述直流母线电压给定VdC_ref与所述直流母线电压值Vdc之间的电压误差值以及对对所述电压误差值进行比例积分调节以获得所述PFC电路的升压比Ka。
[0022]根据本发明的一个实施例，所述控制模块根据以下公式计算所述PFC电路中功率开关管的占空比:
[0023]Duty = 1-1inst/ (Ka*Iavg)
[0024]其中，Duty为所述PFC电路中功率开关管的占空比。
[0025]根据本发明的一个实施例，所述第一电压检测模块的电压检测通道的延时时间小于2个所述PFC电路的载波周期。
【附图说明】
[0026]图1是根据本发明实施例的防止PFC电路的输出电压过压的方法的流程图；
[0027]图2是根据本发明实施例的防止PFC电路的输出电压过压的装置的方框示意图；以及
[0028]图3是根据本发明一个实施例的防止PFC电路的输出电压过压的装置的控制原理图。
【具体实施方式】
[0029]下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0030]下面参考附图来描述本发明实施例提出的防止功率因数校正PFC电路的输出电压过压的方法和装置。
[0031]图1是根