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申请/专利权人：燕山大学

摘要：本发明涉及电力电子领域，一种变频自适应死区时间的图腾柱PFC控制方法，采用变频实现软开关，采用自适应死区时间减小在死区时间内开关管反向导通带来的损耗，提高变换器工作效率；该方法采用输出电压外环和电感电流内环的双闭环控制与输入输出电压计算产生占空比d，采样输入输出电压和电感电流计算频率f与死区时间Td,占空比d与频率f和死区时间Td产生PWM信号控制图腾柱PFC的高频桥臂开关管，实现输出电压稳定和高频桥臂软开关；工频桥臂驱动信号通过对输入电压锁相产生与输入交流电压同频同相位的PWM信号；本发明变频自适应死区时间的PWM控制，实现全范围软开关，该方法简单无需电感电流过零检测电路，能提高变换器效率。

主权项：1.一种变频自适应死区时间的图腾柱PFC控制方法，其特征在于，包括如下步骤：A、采集图腾柱PFC的输入电压vin，电感电流iL以及输出电压Vo用于输出电压外环和电感电流内环的双闭环，其输出与输入输出电压计算得到占空比d；步骤A中，输入交流电压工作在正半周，将图腾柱PFC的输入电压vin，电感电流iL以及输出电压Vo通过采样电路送到控制芯片DSP中，在控制芯片DSP中进行双闭环控制，用于输出电压的稳定，输出电压作为电压外环，电感电流作为电流内环，输出电压给定值Voref与输出电压采样值Vo相减经过外环调节器，输出电压为直流量，经过电压外环调节器的输出为恒定值，经滤波后的电感电流为正弦量，其能够跟随输入电压，与输入电压同频同相位，电压外环调节器的输出乘以输入电压vink得到电感电流的给定值iLref,其中k为输入电压的峰值，电流内环的主要作用是实现电感电流的功率因数校正，即通过电流内环使得电感电流与输入电压同频同相位，电感电流的给定值iLref，与经滤波后的电感电流值iL相减得到的误差值再经过电流内环调节器后输出，输出后与输入输出电压一起计算占空比d，当电路受到扰动时，通过调节占空比d实现输出电压的稳定；B、将采集到的输入电压、电感电流以及输出电压，在控制器中按照表达式进行频率f和死区时间Td的计算，得到频率和死区时间；步骤B中，图腾柱PFC实现软开关的条件是电感电流的反向值足够使得在电感电流变正之前将开关管的寄生电容中的电荷抽光并且开关管的开通必须在电感电流变正之前开通，如果死区时间过长，开关管则会反向导通，这便会造成较大的反向导通损耗，需要优化死区时间来减小这种损耗；对电路的工作过程进行分析，得到频率和死区时间的表达式：a、频率表达式为：当Vo2vin时： 当Vo2vin时： b、死区时间表达式为：当Vo2vin时： 当Vo2vin时： 上式中，f表示开关频率，Td表示死区时间，Vo表示输出电压，vin表示输入交流电压，L表示图腾柱PFC电感，iLavg表示电感电流平均值，Coss表示开关管的输出电容；将采样得到的各个值带入到上述的表达式，得到频率和死区时间；C、占空比d、频率f和死区时间Td产生高频桥臂的驱动信号；D、将输入电压进行锁相得到与输入电压同相位的锁相信号ωt，由锁相信号得到工频桥臂的驱动信号。

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