交错图腾柱PFC变换器及其控制方法、设备、存储介质与流程

本技术涉及电力电子，尤其涉及一种交错图腾柱pfc变换器及其控制方法、设备、存储介质。

背景技术：

1、随着电力电子技术的快速发展，交错图腾柱pfc（power factor correction, 功率因数校正）变换器因其元器件数量少、结构简单、电磁干扰低以及可实现能量双向流动等优势，被广泛应用于两级式ac/dc（alternating current to direct current，交流转直流）变换器前级拓扑、车载供电系统、能量路由器等多种应用场景。交错图腾柱pfc变换器通常包括至少两组高频开关管，两组高频开关管以180°相位交错工作，可有效降低输入电流纹波并抑制电磁干扰。

2、然而，交错图腾柱pfc变换器在轻载工况下，所有高频开关管仍处于高频工作状态，其开关损耗、驱动损耗及磁芯损耗不随负载降低而相应降低，导致交错图腾柱pfc变换器轻载效率偏低。并且，高频开关管在变换器全负载范围内始终处于高频工作状态，长期承受电流应力与热应力，导致各高频开关管应力分配不均，使用寿命受到严重影响，系统可靠性降低。

技术实现思路

1、本技术的主要目的在于提供一种交错图腾柱pfc变换器及其控制方法、设备、存储介质，旨在提升交错图腾柱pfc变换器在轻载工况下的工作效率，并提升交错图腾柱pfc变换器的可靠性。

2、本技术提供一种交错图腾柱pfc变换器的控制方法，所述交错图腾柱pfc变换器包括至少两组高频开关管，所述方法包括：

3、响应于所述交错图腾柱pfc变换器处于轻载工况，根据所述交错图腾柱pfc变换器所接入电网的工频，确定开关管切换频率，其中，所述开关管切换频率为n/2倍的所述工频，n为正整数；

4、按所述开关管切换频率，以所述电网的电压过零点为切换触发点，控制至少两组所述高频开关管轮询工作。

5、在一种可能的实施方式中，所述按所述开关管切换频率，以所述电网的电压过零点为切换触发点，控制至少两组所述高频开关管轮询工作的步骤，包括：

6、响应于所述电网的电压到达过零点，控制至少两组所述高频开关管中当前处于工作状态的当前组高频开关管进入封波状态；

7、在当前组高频开关管过零点封波区间结束后，控制所述当前组高频开关管的下一组高频开关管以初始占空比进入工作状态；

8、逐步增加所述下一组高频开关管的占空比，直至达到目标占空比。

9、在一种可能的实施方式中，所述控制所述当前组高频开关管的下一组高频开关管以初始占空比进入工作状态的步骤之前，还包括：

10、获取所述当前组高频开关管的第一温度，以及所述下一组高频开关管的第二温度；

11、响应于所述第二温度小于或等于预设温度阈值，或者所述第二温度小于或等于所述第一温度，执行所述控制所述当前组高频开关管的下一组高频开关管以初始占空比进入工作状态的步骤。

12、在一种可能的实施方式中，所述方法还包括：

13、响应于所述第二温度大于所述预设温度阈值，且所述第二温度大于所述第一温度，将所述第一温度与所述预设温度阈值进行比较；

14、响应于所述第一温度小于或等于所述预设温度阈值，控制所述当前组高频开关管进入工作状态；

15、响应于所述第一温度大于所述预设温度阈值，输出报警提示信息。

16、在一种可能的实施方式中，所述方法还包括：

17、获取所述交错图腾柱pfc变换器的实际总输入电流；

18、将所述实际总输入电流与所述交错图腾柱pfc变换器的满载总输入电流进行比较；

19、响应于所述实际总输入电流小于或等于预设比例的所述满载总输入电流，确定所述交错图腾柱pfc变换器处于轻载工况；

20、响应于所述实际总输入电流大于所述预设比例的所述满载总输入电流，确定所述交错图腾柱pfc变换器处于非轻载工况。

21、在一种可能的实施方式中，所述预设比例的确定步骤，包括：

22、获取所述交错图腾柱pfc变换器中各组高频开关管的温度；

23、根据各组所述高频开关管的温度中的最高温度，确定所述预设比例；

24、其中，所述预设比例与所述最高温度负相关。

25、在一种可能的实施方式中，所述确定所述交错图腾柱pfc变换器处于轻载工况的步骤之前，还包括：

26、响应于所述实际总输入电流小于或等于预设比例的所述满载总输入电流，记录所述实际总输入电流小于或等于所述预设比例的所述满载总输入电流的第一持续时长；

27、响应于所述第一持续时长达到预设时长阈值，确定所述交错图腾柱pfc变换器处于轻载工况。

28、在一种可能的实施方式中，所述确定所述交错图腾柱pfc变换器处于非轻载工况的步骤之前，还包括：

29、响应于所述实际总输入电流大于所述预设比例的所述满载总输入电流，记录所述实际总输入电流大于所述预设比例的所述满载总输入电流的第二持续时长；

30、响应于所述第二持续时长达到预设时长阈值，确定所述交错图腾柱pfc变换器处于非轻载工况。

31、在一种可能的实施方式中，所述方法还包括：

32、响应于所述交错图腾柱pfc变换器处于非轻载工况，控制至少两组所述高频开关管以交错相位180°的方式工作。

33、此外，为实现上述目的，本技术还提供一种控制设备，所述控制设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序配置为实现如上所述的交错图腾柱pfc变换器的控制方法。

34、此外，为实现上述目的，本技术还提供一种交错图腾柱pfc变换器，所述交错图腾柱pfc变换器包括：

35、至少两组高频开关管，各组高频开关管的直流侧相互并联；

36、一组工频开关管，与至少两组所述高频开关管的直流侧并联连接；

37、输出电容、负载电阻，与至少两组所述高频开关管的直流侧并联连接；

38、交流输入源，所述交流输入源的第一端分别通过不同的电感连接至各组高频开关管的桥臂中点，所述交流输入源的第二端连接一组所述工频开关管的桥臂中点；

39、如上所述的控制设备，所述控制设备连接至少两组所述高频开关管的控制端。

40、此外，为实现上述目的，本技术还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的交错图腾柱pfc变换器的控制方法。

41、本技术提供了一种交错图腾柱pfc变换器的控制方法，交错图腾柱pfc变换器包括至少两组高频开关管，交错图腾柱pfc变换器的控制方法包括：响应于交错图腾柱pfc变换器处于轻载工况，根据交错图腾柱pfc变换器所接入电网的工频，确定开关管切换频率，其中，开关管切换频率为n/2倍的工频，n为正整数；按开关管切换频率，以电网的电压过零点为切换触发点，控制至少两组高频开关管轮询工作。

42、因此，本技术提供的技术方案，在交错图腾柱pfc变换器的轻载工况下，通过控制交错图腾柱pfc变换器中的各组高频开关管轮询工作，使得轻载时仅有一组高频开关管处于工作状态，其余组处于封波状态，从而减少了交错图腾柱pfc变换器在轻载工况下处于工作状态的高频开关管数量，有效降低了开关损耗、驱动损耗及磁芯损耗，提升了交错图腾柱pfc变换器在轻载工况下的工作效率。同时，由于各组高频开关管以轮询方式交替工作，这避免了同一组高频开关管在全负载范围内持续承受电流应力与热应力，实现了各组高频开关管应力的均衡分配，从而延长了高频开关管的使用寿命，有效提升了交错图腾柱pfc变换器的可靠性。

43、此外，本技术提供的技术方案中，各组高频开关管以电网工频为基准确定切换频率，并以电网电压过零点作为切换触发点进行轮询切换，由于电网电压过零点本身即为开关管的固有封波区间，因此无需增加额外硬件或依赖复杂算法即可完成切换，具有良好的通用性和实用性。