功率因数校正方法、装置、功率因数校正模块及电源模块与流程

本技术涉及电力电子，具体涉及一种功率因数校正方法、装置、功率因数校正模块及电源模块。

背景技术：

1、功率因数校正（power factor correction, pfc）模块通过调整交流输入电流波形，使其与电网电压波形保持一致，实现功率因数校正，有效提升电能利用效率，已广泛应用于各类功率变换设备中。

2、断续导通模式（discontinuous conduction mode，dcm）是功率因数校正模块的主流工作模式之一，利用电流传感器采集各相电感的实际电流，利用过零检测电路捕获每个开关周期内电感电流的过零时刻，基于各相实际电流与参考电流的差值闭环调节各相的开关导通时序。由于这种控制方式高度依赖电流传感器和过零检测电路，硬件成本较高。

技术实现思路

1、有鉴于此，本技术提供一种功率因数校正方法、装置、功率因数校正模块及电源模块，能够在降低硬件成本的同时通过区域状态判断与多相协同调度，实现过渡区控制策略的平滑切换。

2、为解决上述问题，本技术提供的技术方案如下：

3、在本技术第一方面提供了一种功率因数校正控制方法，包括：

4、获取电网相位角；

5、根据所述电网相位角，分别确定三相所处的工作区域，其中，所述工作区域根据电网周期划分为：正常区、钳位区以及介于所述正常区与所述钳位区之间的过渡区；其中，当两相处于所述正常区、剩余一相处于所述钳位区时，处于所述正常区的两相均参与发波，处于所述钳位区的一相不参与发波；当两相处于所述过渡区、剩余一相处于所述正常区时，三相均参与发波；

6、在两相处于所述过渡区、剩余一相处于所述正常区的情况下，根据工作区域变化趋势分别对处于所述过渡区的两相的参考电流进行修正，保持处于所述正常区的相的参考电流不变；

7、根据参与发波相的参考电流，输出所述参与发波相的开关导通时序控制信号。

8、在一种可能的实现中，所述根据工作区域变化趋势分别对处于所述过渡区的两相的参考电流进行修正，包括：

9、根据工作区域变化趋势，确定处于所述过渡区的两相的修正系数，其中，所述工作区域变化趋势包括：将由所述过渡区进入所述正常区的第一变化趋势，以及，将由所述过渡区进入所述钳位区的第二变化趋势；处于所述第一变化趋势的参与发波相的修正系数大于处于所述第二变化趋势的参与发波相的修正系数；

10、根据修正系数对对应所述参与发波相的参考电流进行修正。

11、在一种可能的实现中，所述根据参与发波相的参考电流，输出所述参与发波相的开关导通时序控制信号，包括：

12、根据所述参与发波相的参考电流确定对应开关的导通延时；

13、根据所述导通延时拟合所述参与发波相的电感峰值电流与参考电流的比例系数，得到所述参与发波相的电感峰值电流；

14、根据所述参与发波相的电感峰值电流，确定对应开关的导通时间和关断时间；

15、输出所述参与发波相的开关导通时序控制信号，所述开关导通时序控制信号包括：所述导通时间、所述关断时间和所述导通延时。

16、在一种可能的实现中，所述根据所述参与发波相的参考电流确定对应开关的导通延时，包括：

17、获取参考电流与导通延时之间的映射关系表，其中，参考电流与导通延迟呈负相关；

18、根据所述参与发波相的参考电流查询所述映射关系表，得到对应开关的所述导通延时。

19、在一种可能的实现中，所述根据所述参与发波相的电感峰值电流，确定对应开关的导通时间和关断时间，包括：

20、将所述参与发波相的电感峰值电流输入预设开关导通时序函数，得到对应开关的所述导通时间和所述关断时间。

21、在一种可能的实现中，所述根据所述电网相位角，分别确定三相所处的工作区域，包括：

22、根据预先设定的三相不同工作区域对应的电网相位角范围，分别确定三相所处的工作区域；

23、在两相处于所述正常区、剩余一相处于所述钳位区的情况下，控制区域状态机将协同标志位设置为无效状态；

24、在两相处于所述过渡区、剩余一相处于所述正常区的情况下，控制所述区域状态机将协同标志位设置为有效状态。

25、在一种可能的实现中，所述功率因数校正控制方法还包括：

26、在所述协同标志位为无效状态的情况下，对总参考电流进行坐标变换，得到三相的单相参考电流。

27、在本技术第二方面提供了一种功率因数校正控制装置，包括：

28、锁相单元，用于获取电网相位角；

29、区域确定单元，用于根据所述电网相位角，分别确定三相所处的工作区域，其中，所述工作区域根据电网周期划分为：正常区、钳位区以及介于所述正常区与所述钳位区之间的过渡区；当两相处于所述正常区、剩余一相处于所述钳位区时，处于所述正常区的两相均参与发波，处于所述钳位区的一相不参与发波；当两相处于所述过渡区、剩余一相处于所述正常区时，三相均参与发波；

30、协同调度单元，用于在两相处于所述过渡区、剩余一相处于所述正常区的情况下，根据工作区域变化趋势分别对处于所述过渡区的两相的参考电流进行修正，保持处于所述正常区的相的参考电流不变；

31、时序生成单元，用于根据参与发波相的参考电流，输出所述参与发波相的开关导通时序控制信号；

32、所述锁相单元、所述区域确定单元、所述协同调度单元和所述时序生成单元之间通过标准接口交互。

33、在本技术第三方面提供了一种功率因数校正模块，包括功率主电路和控制器；

34、所述功率主电路包括：电压采样电路和三相六开关拓扑电路；

35、所述电压采样电路的输出端连接所述控制器的模拟采样输入端，用于向所述控制器发送电网电压采样信号；

36、所述控制器根据所述电网电压采样信号确定电网相位角，并根据所述电网相位角分别确定三相所处的工作区域，其中，所述工作区域根据电网周期划分为：正常区、钳位区以及介于所述正常区与所述钳位区之间的过渡区；当两相处于所述正常区、剩余一相处于所述钳位区时，处于所述正常区的两相均参与发波，处于所述钳位区的一相不参与发波；当两相处于所述过渡区、剩余一相处于所述正常区时，三相均参与发波；在两相处于所述过渡区、剩余一相处于所述正常区的情况下，根据工作区域变化趋势分别对处于所述过渡区的两相的参考电流进行修正，保持处于所述正常区的相的参考电流不变；根据参与发波相的参考电流，输出所述参与发波相的开关导通时序控制信号；

37、所述开关导通时序控制信号驱动所述三相六开关拓扑电路中对应功率开关的通断。

38、在本技术第四方面提供了一种电源模块，包括：直流变换模块和上述第三方面的功率因数校正模块；

39、所述直流变换模块的输入端与功率因数校正模块的直流输出侧相连。

40、本技术实施例提供的一种功率因数校正方法，将电网周期划分为正常区、钳位区以及介于所述正常区与所述钳位区之间的过渡区，通过获取电网相位角，分别确定三相所处的工作区域。在两相处于正常区、剩余一相处于钳位区时，钳位区对应相停止发波，仅由两相正常区相参与发波，通过分工况限定参与发波相数量，减少非必要相的开关动作损耗；在两相处于过渡区、剩余一相处于正常区时三相全部参与发波，并依据区域变化趋势对过渡区两相的参考电流进行差异化修正，再依据所有参与发波相的参考电流生成对应开关导通时序控制信号，实现dcm 断续导通模式下的三相功率因数校正，该差异化修正机制能够平滑不同工作区域切换过程，削弱工况切换引发的电流畸变，提升系统运行稳定性。同时本技术无需逐相配置电流采样及过零检测电路，有效降低功率因数校正模块的硬件成本，简化了硬件架构。