(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202011401064.4
(22)申请日 2020.12.02
(71)申请人 国创新能源汽车智慧能源装备创新
中心（江苏）有限公司
地址 213000 江苏省常州市武进高新技术
凯膜过滤技术产业开发区新雅路18号354室
(72)发明人 王万宝 杨志 王彦
(74)专利代理机构 常州佰业腾飞专利代理事务
cn1069
所(普通合伙) 32231
代理人 张励
(51)Int.Cl.
H02M 1/42(2007.01)
H02M 1/088(2006.01)
H02M 7/219(2006.01)
H02M 7/23(2006.01)
(54)发明名称
单相交错并联图腾柱PFC电路的DCM控制方
法和装置
(57)摘要
本发明提供一种单相交错并联图腾柱PFC电
路的DCM控制方法和装置，方法包括：获取给定电
输出母线电压；根据整流管导通时间、电网侧电
压和输出母线电压计算第一谐振时间、第二谐振
时间、整流管关断时间、整流管额外导通时间、整
流管额外延长关断时间；获取主路的电感的电
流；根据主路的电感的电流进行ZVS矫正以得到
ZVS矫正时间；根据整流管导通时间、第一谐振时
间、第二谐振时间、整流管关断时间、整流管额外
导通时间、整流管额外延长关断时间、ZVS矫正时
间计算单相交错并联图腾柱PFC电路中开关管的
开关周期。本发明能方便有效地实现开关管的
ZVS，成本低，
可靠性高。权利要求书3页 说明书8页 附图4页CN 112564475 A 2021.03.26
C N 112564475
A
1.一种单相交错并联图腾柱PFC电路的DCM控制方法，其特征在于，所述单相交错并联图腾柱PFC电路包括两路，所述两路中的一路作为主路，所述主路中两个开关管中一个作为整流管、另一个作为续流管，所述两路中的另一路作为从跟随路，所述方法包括以下步骤：获取给定电流和电网侧电流，并根据所述给定电流和所述电网侧电流计算所述主路的整流管导通时间；
获取电网侧电压和输出母线电压；
根据所述整流管导通时间、所述电网侧电压和所述输出母线电压计算第一谐振时间、第二谐振时间、整流管关断时间、整流管额外导通时间、整流管额外延长关断时间；
获取所述主路的电感的电流；
根据所述主路的电感的电流进行ZVS矫正以得到ZVS矫正时间；
根据所述整流管导通时间、所述第一谐振时间、所述第二谐振时间、所述整流管关断时间、所述整流管额外导通时间、所述整流管额外延长关断时间、所述ZVS矫正时间计算所述单相交错并联图腾柱PFC电路中开关管的开关周期。
2.根据权利要求1所述的单相交错并联图腾柱PFC电路的DCM控制方法，其特征在于，其中，所述从跟随路中的驱动信号与所述主路中的驱动信号的相位差为180°。
3.根据权利要求2所述的单相交错并联图腾柱PFC电路的DCM控制方法，其特征在于，获取给定电流和电网侧电流，并根据所述给定电流和所述电网侧电流计算所述主路的整流导通时间，具体包括：
将给定电压作为母线电压外环的输入，所述母线电压外环根据所述给定电压和输出母线电压闭环调节得到给定电流峰值；
根据所述给定电流峰值和电网侧电压的角度得到所述给定电流；
将所述给定电流作为电流内环的输入，所述电流内环根据所述给定电流和所述电网侧电流闭环调节得到所述整流管导通时间。
4.根据权利要求3所述的单相交错并联图腾柱PFC电路的DCM控制方法，其特征在于，所述第一谐振时间t
r1
的计算公式为：
其中，V
胸片数据库
in 为所述电网侧电压，V
o毒草解毒剂
为所述输出母线电压，
茶油精f
r
为所述主路的电感与整流管的输出电容所产生的谐振的谐振频率，Z为所述主路的电感
与整流管的输出电容所产生的谐振的特征阻抗，t
on
为所述整流管导通时间，L为所述主路电感的电感值。
5.根据权利要求4所述的单相交错并联图腾柱PFC电路的DCM控制方法，其特征在于，所
述整流管关断时间t
off
的计算公式为：
6.根据权利要求5所述的单相交错并联图腾柱PFC电路的DCM控制方法，其特征在于，当
所述电网侧电压小于0.5倍的所述输出母线电压时，所述第二谐振时间t r2的计算公式为：
其中，r 1＝V o ‑V in ；
当所述电网侧电压不小于0.5倍的所述输出母线电压时，
所述第二谐振时间t r2的计算公式为：
其中，r 2＝V in 。
7.根据权利要求6所述的单相交错并联图腾柱PFC电路的DCM控制方法，其特征在于，所述整流管额外导通时间t on_ex 的计算公式为：
8.根据权利要求7所述的单相交错并联图腾柱PFC电路的DCM控制方法，其特征在于，所述整流管额外延长关断时间t off_ex 的计算公式为：
9.根据权利要求8所述的单相交错并联图腾柱PFC电路的DCM控制方法，其特征在于，当所述电网侧电压小于0.5倍的所述输出母线电压时，所述单相交错并联图腾柱PFC电路中开关管的开关周期T为：
T＝t on +t r1+t r2+t off +t on_ex +t off_ex1；
当所述电网侧电压不小于0.5倍的所述输出母线电压时，所述单相交错并联图腾柱PFC 电路中开关管的开关周期T为：
T＝t on +t r1+t r2+t off +t off_ex +t off_ex1，
其中，t off_ex1为所述ZVS矫正时间。
10.一种单相交错并联图腾柱PFC电路的DCM控制装置，其特征在于，所述单相交错并联图腾柱PFC电路包括两路，所述两路中的一路作为主路，所述主路中两个开关管中一个作为整流管、另一个作为续流管，所述两路中的另一路作为从跟随路，所述装置包括：
第一计算模块，所述第一计算模块用于获取给定电流和电网侧电流，并根据所述给定电流和所述电网侧电流计算所述主路的整流管导通时间；
第一获取模块，所述第一获取模块用于获取电网侧电压和输出母线电压；
第二计算模块，所述第二计算模块用于根据所述整流管导通时间、所述电网侧电压和所述输出母线电压计算第一谐振时间、第二谐振时间、整流管关断时间、整流管额外导通时间、整流管额外延长关断时间；
第二获取模块，所述第二获取模块用于获取所述主路的电感的电流；
矫正模块，所述矫正模块用于根据所述主路的电感的电流进行ZVS矫正以得到ZVS矫正时间；
第三计算模块，所述第三计算模块用于根据所述主控整流管导通时间、所述第一谐振时间、所述第二谐振时间、所述整流管关断时间、所述整流管额外导通时间、所述整流管额外延长关断时间、所述ZVS矫正时间计算所述单相交错并联图腾柱PFC电路中开关管的开关周期。
单相交错并联图腾柱PFC电路的DCM控制方法和装置技术领域
[0001]本发明涉及电路控制技术领域，具体涉及一种单相交错并联图腾柱PFC电路的DCM 控制方法和一种单相交错并联图腾柱PFC电路的DCM控制装置。
背景技术
[0002]功率因数校正是电源领域的常用技术，传统的有桥拓扑存在变换器效率低、开关频率低、磁性元器件体积大等问题。基于此，相关技术中提出的无桥图腾柱PFC(Power Factor Correction，功率因数校正)可以提高电源效率，然而，连续电流模式的图腾柱PFC 的开关管为硬开关，且存在二极管的反向恢复问题，开关损耗大，限制了开关频率的进一步提高，滤波电感的体积仍然很大；基于硬件芯片实现的临界电流模式PFC控制只能实现开关
管的谷底电压开通，不能完全实现开关管的零电压开通，还存在一部分的开通损耗，
且由于开关器件的开通损耗远远大于关断损耗，开关频率提高后，变换器的损耗将加大，效率降低。
发明内容
[0003]本发明为解决上述技术问题，提供了一种单相交错并联图腾柱PFC电路的DCM (Discontinuous Conduction Mode，非连续导通模式)控制方法和装置，能够方便有效地实现单相交错并联图腾柱PFC电路中开关管的ZVS(Zero Voltage Switch，零电压开关)，无需增设较复杂的控制电路，成本较低，可靠性较高。
[0004]本发明采用的技术方案如下：
[0005]一种单相交错并联图腾柱PFC电路的DCM控制方法，所述单相交错并联图腾柱PFC 电路包括两路，所述两路中的一路作为主路，所述主路中两个开关管中一个作为整流管、另一个作为续流管，所述两路中的另一路作为从跟随路，所述方法包括以下步骤：获取给定电流和电网侧电流，并根据所述给定电流和所述电网侧电流计算所述主路的整流管导通时间；获取电网侧电压和输出母线电压；根据所述整流管导通时间、所述电网侧电压和所述输出母线电压计算第一谐振时间、第二谐振时间、整流管关断时间、整流管额外导通时间、整流管额外延长关断时间；获取所述主路的电感的电流；根据所述主路的电感的电流进行ZVS 矫正以得到ZVS矫正时间；根据所述整流管导通时间、所述第一谐振时间、所述第二谐振时间、所述整流管关断时间、所述整流管额外导通时间、所述整流管额外延长关断时间、所述ZVS矫正时间计算所述单相交错并联图腾柱PFC电路中开关管的开关周期。
[0006]其中，所述从跟随路中的驱动信号与所述主路中的驱动信号的相位差为180°。
7bbuu[0007]获取给定电流和电网侧电流，并根据所述给定电流和所述电网侧电流计算所述主路的整流管导通时间，具体包括：将给定电压作为母线电压外环的输入，所述母线电压外环根据所述给定电压和输出母线电压闭环调节得到给定电流峰值；根据所述给定电流峰值和电网侧电压的角度得到所述给定电流；将所述给定电流作为电流内环的输入，所述电流内环根据所述给定电流和所述电网侧电流闭环调节得到所述整流管导通时间。
说 明 书
1/8页CN 112564475 A
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