【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及功率因數校正，具體涉及一種boost型pfc電路的控制方法。
技術介紹
1、在電力電子設備中，功率因數校正(pfc)技術已成為提高電能質量和設備效率的關鍵手段，被廣泛應用于工業和消費類電子產品。然而，在實現對輸入功率因數優化的同時，pfc電路還需確保輸出電壓的穩定與快速響應，這對控制方法提出了更高要求。傳統pfc控制方法通常采用單一帶寬的電壓環設計，但在面對實際復雜工況時存在明顯的局限性，主要體現在動態響應與穩態精度的難以兼顧上。
2、首先，pfc電路中電壓環的帶寬設置直接影響系統的動態響應和穩態精度。當電壓環帶寬較高時，系統在啟動或負載突變等工況下可以更快地響應輸入電壓變化，迅速調節輸出電壓，降低電壓誤差。然而，這種高帶寬設置在系統進入穩態后往往會引入高頻抖動，影響輸出電壓的穩定性，進而降低穩態精度。因此，為抑制抖振、提高穩態精度，通常會選擇較低的電壓環帶寬，但這會導致系統在動態工況下響應速度不足，電壓調整存在滯后現象，無法滿足快速變化的負載需求。
3、其次，pfc電路的實際運行環境往往復雜多變，負載頻繁波動或突然變化，對電壓環的調節能力提出了更高的適應性要求。傳統的單帶寬電壓環設計無法自適應地調整帶寬，無法兼顧不同工況下的動態響應和穩態性能，導致系統在負載突變時調整不及時，穩態時精度不足，難以滿足不同應用場景的需求。因此，如何設計出一種適應動態和穩態雙重需求的電壓環控制方法，以提高pfc電路在復雜工況下的整體性能，已成為當前領域中的一項關鍵技術難題。
技術實現
1、針對上述問題，本專利技術提出了一種基于雙帶寬電壓環控制的boost型pfc電路控制方法，以解決傳統pfc控制在動態響應與穩態精度之間的矛盾。該方法通過設計自適應帶寬切換策略，使電壓環能夠在動態工況下自動切換至高帶寬模式，實現快速響應；而在穩態工況下則切換至低帶寬模式，以抑制高頻抖動并提高輸出電壓的穩定性。具體而言，本專利技術的控制系統實時監測輸出電壓誤差和電流變化率，通過設定閾值判斷系統所處的工作狀態。若檢測到較大的電壓誤差或快速變化的電流，系統進入高帶寬模式以加快調節速度；當電壓誤差和電流變化率較小時，系統切換至低帶寬模式以確保穩態精度。
2、本專利技術解決其技術問題所采用的技術方案是：
3、一種基于雙帶寬電壓環控制的boost型pfc電路控制方法，包括以下步驟：
4、步驟1：狀態變量的實時監測，過程如下：
5、控制系統(例如mcu)實時監測輸出電壓誤差和電感電流變化率這兩個關鍵參數，以識別系統的當前工作狀態。輸出電壓誤差用于衡量實際輸出電壓與目標值的偏離程度，電流變化率則反映負載的快速變化情況。在負載突變或系統啟動時，這兩個參數的變化會相對劇烈，而在穩態工況下，兩者的數值會趨于穩定。因此，通過持續監測這兩個指標，可以準確判斷系統是否處于動態或穩態工況。
6、步驟2：帶寬模式的劃分，過程如下：
7、本專利技術將電壓環的控制模式劃分為高帶寬模式和低帶寬模式，以便在不同工況下實現帶寬的自適應調整：
8、高帶寬模式：當系統處于動態工況(如啟動、負載突變)時，輸出電壓誤差較大或電流變化率較高，此時電壓環切換至高帶寬模式。較高的帶寬使系統能夠迅速調整輸出電壓，快速跟蹤設定值，減少動態誤差。
9、低帶寬模式：當系統進入穩態工況(如負載恒定、輸出電壓接近目標值)時，輸出電壓誤差和電流變化率趨于穩定，系統切換至低帶寬模式。低帶寬有助于抑制高頻抖動，提高穩態電壓的精度和穩定性。
10、步驟3：自適應帶寬切換策略，過程如下：
11、本專利技術設計了一個自適應切換邏輯，以實現電壓環帶寬在不同工況下的自動切換。設定電壓誤差和電流變化率的閾值，作為高帶寬和低帶寬模式切換的依據。當電壓誤差或電流變化率超過預設閾值時，系統自動切換至高帶寬模式；當電壓誤差和電流變化率均小于預設值時，系統切換至低帶寬模式。
12、步驟4：切換延遲機制，過程如下：
13、為避免頻繁切換引起系統不穩定，本專利技術設計了延遲判斷機制。即當系統滿足高帶寬或低帶寬模式的切換條件后，只有在該條件持續一定時間后才進行模式切換，確保切換的穩定性。延遲判斷機制可以有效抑制快速工況波動對帶寬切換的影響，提高系統的魯棒性。
14、進一步，所述步驟3中，電壓環帶寬自適應切換策略過程如下：
15、3.1)首先根據系統的性能需求，設置兩個關鍵閾值：輸出電壓誤差閾值和電流變化率閾值。這些閾值用于判斷系統當前的工況，是決定帶寬切換的條件。當輸出電壓誤差超過輸出電壓誤差閾值時，系統識別為處于動態工況。當電流變化率超過電流變化率閾值時，說明負載變化較快，系統也處于動態工況。
16、3.2)系統實時監測輸出電壓誤差和電流變化率，一旦任意一個值超過預設閾值(輸出電壓誤差閾值或電流變化率閾值)，系統判斷當前處于動態工況，切換至高帶寬模式。此時，電壓環的控制帶寬增加，增強系統對電壓和電流變化的響應速度，使系統能夠快速調整輸出電壓，減小電壓誤差，適應快速變化的負載需求。
17、3.3)當系統逐漸趨于穩態，輸出電壓接近設定值且負載變化較小時，輸出電壓誤差和電流變化率均會低于設定的閾值(輸出電壓誤差閾值或電流變化率閾值)。在此情況下，系統判斷進入穩態工況，切換至低頻寬模式。低頻寬模式使得電壓環響應速度降低，從而減少穩態高頻抖動，提升輸出電壓的穩定性和精度。
18、再進一步，所述步驟4中，切換延遲機制過程如下：
19、4.1)根據系統的動態響應要求，設定一個延遲時間tdelay。這個時間是控制系統在滿足切換條件后，需要持續保持該狀態的最短時間。延遲時間的設定需要在快速響應和抖動抑制之間取得平衡，一般設定為若干毫秒，以保證切換的可靠性。
20、4.2)系統持續監測輸出電壓誤差和電流變化率。當檢測到任意一個參數超出預設的閾值(如電壓誤差超過設定值或電流變化率較大)，此時不立即切換帶寬模式，而是開啟計時器，進入延遲判斷階段。只有當系統滿足該切換條件的狀態持續保持到tdelay時，系統才執行帶寬模式切換。
21、4.3)如果在延遲時間tdelay內系統狀態保持不變，滿足高帶寬或低帶寬的切換條件，系統就會執行帶寬切換動作，將電壓環切換至相應的模式。這樣確保系統在頻繁波動或短暫擾動下不會觸發帶寬切換，避免了切換帶來的不穩定因素。
22、4.4)如果在延遲時間內檢測到系統狀態發生變化，不再滿足切換條件(如輸出電壓誤差或電流變化率回到閾值范圍內)，計時器重置，系統取消當前切換判斷并保持當前帶寬模式。只有當下一次狀態再次滿足條件并持續tdelay時，才會重新觸發切換機制。
23、本專利技術的設計思路如下：首先，兩個狀態變量電壓誤差與電流變化率進行實時監測。然后將電壓環帶寬劃分為高低帶寬兩種模式，接著設定電壓誤差和電流變化率的閾值，再根據有沒有超出或者回到閾值，系統自適應進行帶寬切換。最后加入本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種基于雙帶寬電壓環控制的Boost型PFC電路控制方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種基于雙帶寬電壓環控制的Boost型PFC電路控制方法，其特征在于，所述步驟3中，電壓環帶寬自適應切換策略過程如下：
3.根據權利要求1所述的一種基于雙帶寬電壓環控制的Boost型PFC電路控制方法，其特征在于，所述步驟4中，切換延遲機制過程如下：
【技術特征摘要】
1.一種基于雙帶寬電壓環控制的boost型pfc電路控制方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種基于雙帶寬電壓環控制的boost型pfc電路控制方法，其特征在于...
【專利技術屬性】
技術研發人員：傅雷，李柯楓，李濟帆，譚大鵬，
申請(專利權)人：浙江工業大學臺州研究院，
類型：發明
國別省市：
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