一种并联PFC整流模块和均流控制方法

摘要

本发明公开了一种并联PFC整流模块和控制方法，并联PFC整流模块包括至少两个并联的PFC整流模块，其中每个所述PFC整流模块包括输出电压控制装置，每个PFC整流模块还包括依次相连的求平均值模块、均流控制器和电压求和模块，输出电压控制装置分别与求平均值模块、均流控制器以及电压求和模块相连，每个PFC整流模块的求平均值模块与其它PFC整流模块的求平均值模块以及输出电压控制装置相连，本发明利用求平均值模块、均流控制器和电压求和模块以整流输入电流指令作为PFC均流控制的输入，实现PFC均流控制，使PFC整流模块在并联运行时，不会因不均流而出现过流故障或过温故障，本发明推进了电源均流技术的进步。

权利要求

1.一种并联PFC整流模块，包括至少两个并联的PFC整流模块，其中每个所述PFC整流模块包括输出电压控制装置，其特征在于：每个所述PFC整流模块还包括依次相连的求平均值模块、均流控制器和电压求和模块，所述输出电压控制装置分别与所述求平均值模块、所述均流控制器以及所述电压求和模块相连，每个所述PFC整流模块的求平均值模块与其它PFC整流模块的求平均值模块以及输出电压控制装置相连，所述求平均值模块用于将每个所述PFC整流模块的输出电压控制装置输出的整流输入电流指令进行叠加平均，求出平均整流输入电流指令并输出到所述均流控制器，所述均流控制器用于根据所述平均整流输入电流指令和所在的PFC整流模块的输出电压控制装置输出的整流输入电流指令计算微调电压，所述电压求和模块用于将所述微调电压以及输出电压给定值进行叠加，求出输出电压修正值并输出到所述输出电压控制装置。

2.根据权利要求1所述的并联PFC整流模块，其特征在于：所述求平均值模块包括运算放大器IC3C以及与其正相输入端相连的电阻R30。

3.根据权利要求2所述的并联PFC整流模块，其特征在于：所述均流控制器包括运算放大器IC2B及连接其正相输入端的电阻R34、连接其反相输入端的电阻R33、连接其输出端和其反相输入端的电阻R36、以及串联的电阻R35和电容C30，电阻R35的另一端连接运算放大器IC2B的输出端，电容C30的另一端连接运算放大器IC2B的反相输入端。

4.根据权利要求3所述的并联PFC整流模块，其特征在于：所述电压求和模块包括运算放大器IC2D及连接其正相输入端的电阻R20、连接其反相输入端的电阻R21和电阻R22、连接其输出端和反相输入端的电阻R23。

5.根据权利要求4所述的并联PFC整流模块，其特征在于：每个所述PFC整流模块的求平均值模块通过整流输入电流参考母线相连。

6.一种并联PFC整流模块均流控制方法，其特征在于，包括步骤：

A、将每个PFC整流模块的输出电压控制装置输出的整流输入电流指令进行叠加平均，求出平均整流输入电流指令；

B、根据所述平均整流输入电流指令和当前PFC整流模块的输出电压控制装置输出的整流输入电流指令计算微调电压；

C、将所述微调电压以及输出电压给定值进行叠加，求出输出电压修正值并输出到输出电压控制装置。

说明书

一种并联PFC整流模块和均流控制方法

技术领域

[0001] 本发明涉及电源技术领域，具体涉及一种并联PFC整流模块和均流控制方法。

背景技术

[0002] 如图1所示，现有技术电源PFC（Power Factor Correction，功率因数校正）整流模块的控制部分216包括PFC直流母线电压控制部分2161和PFC输入电流控制部分2162；实现输出电压控制和输入电流功率因数校正。PFC直流母线电压控制部分2161有两个输入（输出电压给定值uoref和输出电压uo），通过调节获得输出（整流输入电流指令）Iiref，并提供给PFC输入电流控制部分2162，该模块实现输出电压稳压控制。PFC输入电流控制部分2162：有三个输入（整流输入电流指令Iiref、输入电压瞬时值ui和输入电流瞬时值ii），通过调节获得输出（PWM脉冲），并提供给PFC整流模块的整流主电路，该模块功能实现输入电流的幅值和波形控制。当PFC整流模块并联运行时，如果仍采用单PFC整流模块控制方案，由于实际工程中电压采样存在误差和启动过程不同，导致各个模块输出电压控制调节获得的整流输入电流指令（幅值），存在很大的差异，每个PFC整流模块的输入电流出现不平衡状态，甚至出现所有PFC整流模块所需的能量都只由单个PFC整流模块供电，输入电流过大，产生过流故障或过温故障，该模块退出系统运行，接着输入电流又集中到另一个PFC整流模块，又产生过流故障或过温故障而退出系统运行，最终使整个模块化电源或UPS电源不能正常工作。

发明内容

[0003] 本发明要解决的技术问题是提供一种并联PFC整流模块和均流控制方法，克服现有技术的PFC整流模块在并联运行时，会出现因不均流而导致的过流故障或过温故障的缺陷。

[0004] 本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案为：

[0005] 一种并联PFC整流模块，包括至少两个并联的PFC整流模块，其中每个所述PFC整流模块包括输出电压控制装置，每个所述PFC整流模块还包括依次相连的求平均值模块、均流控制器和电压求和模块，所述输出电压控制装置分别与所述求平均值模块、所述均流控制器以及所述电压求和模块相连，每个所述PFC整流模块的求平均值模块与其它PFC整流模块的求平均值模块以及输出电压控制装置相连，所述求平均值模块用于将每个所述PFC整流模块的输出电压控制装置输出的整流输入电流指令进行叠加平均，求出平均整流输入电流指令并输出到所述均流控制器，所述均流控制器用于根据所述平均整流输入电流指令和所在的PFC整流模块的输出电压控制装置输出的整流输入电流指令计算微调电压，所述电压求和模块用于将所述微调电压以及输出电压给定值进行叠加，求出输出电压修正值并输出到所述输出电压控制装置。

[0006] 所述的并联PFC整流模块，其中所述求平均值模块包括运算放大器IC3C以及与其输入端相连的电阻R30。

[0007] 所述的并联PFC整流模块，其中所述均流控制器包括运算放大器IC2B及连接其输入端和输出端的电阻R33、电阻R34、电阻R35、电阻R36和电容C30。

[0008] 所述的并联PFC整流模块，其中所述电压求和模块包括运算放大器IC2D及连接其输入端和输出端的电阻R20、电阻R21、电阻R22和电阻R23。

[0009] 所述的并联PFC整流模块，其中每个所述PFC整流模块的求平均值模块通过整流输入电流参考母线相连。

[0010] 一种并联PFC整流模块均流控制方法，包括步骤：

[0011] A、将每个PFC整流模块的输出电压控制装置输出的整流输入电流指令进行叠加平均，求出平均整流输入电流指令；

[0012] B、根据所述平均整流输入电流指令和当前PFC整流模块的输出电压控制装置输出的整流输入电流指令计算微调电压；

[0013] C、将所述微调电压以及输出电压给定值进行叠加，求出输出电压修正值并输出到输出电压控制装置。

[0014] 本发明的有益效果：本发明利用求平均值模块、均流控制器和电压求和模块以整流输入电流指令作为PFC均流控制的输入，实现PFC均流控制，使PFC整流模块在并联运行时，不会出现因不均流而导致的过流故障或过温故障，本发明推进了电源均流技术的进步。 附图说明

[0015] 本发明包括如下附图：

[0016] 图1为现有技术PFC整流模块示意图；

[0017] 图2为本发明并联PFC整流模块示意图；

[0018] 图3为本发明并联PFC整流模块实施例电路图。

具体实施方式

[0019] 下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明:

[0020] 如图2和图3所示，本发明并联PFC整流模块包括至少两个并联的PFC整流模块，其中每个PFC整流模块包括输出电压控制装置2161，每个PFC整流模块还包括依次相连的求平均值模块、均流控制器和电压求和模块，输出电压控制装置2161分别与求平均值模块、均流控制器以及电压求和模块相连，每个PFC整流模块的求平均值模块与其它PFC整流模块的求平均值模块以及输出电压控制装置相连，求平均值模块将每个PFC整流模块的输出电压控制装置输出的整流输入电流指令进行叠加平均，求出平均整流输入电流指令并输出到均流控制器，均流控制器根据平均整流输入电流指令和所在的PFC整流模块的输出电压控制装置输出的整流输入电流指令计算微调电压，电压求和模块将微调电压以及输出电压给定值进行叠加，求出输出电压修正值并输出到输出电压控制装置2161。在本发明的具体实施例中求平均值模块包括运算放大器IC3C以及与其输入端相连的电阻R30。均流控制器包括运算放大器IC2B及连接其输入端和输出端的电阻R33、电阻R34、电阻R35、电阻R36和电容C30。电压求和模块包括运算放大器IC2D及连接其输入端和输出端的电阻R20、电阻R21、电阻R22和电阻R23。每个PFC整流模块的求平均值模块通过整流输入电流参考母线相连。

[0021] 本发明均流控制方法包括步骤：

[0022] A、将每个PFC整流模块的输出电压控制装置输出的整流输入电流指令进行叠加平均，求出平均整流输入电流指令；

[0023] B、根据平均整流输入电流指令和当前PFC整流模块的输出电压控制装置输出的整流输入电流指令计算微调电压；

[0024] C、将微调电压以及输出电压给定值进行叠加，求出输出电压修正值并输出到输出电压控制装置。

[0025] 本发明输入电流均流控制装置2163包括3个输入：本模块整流输入电流指令（幅值）Iiref、输出电压给定值uoref和整流输入电流参考母线信号，经过调节后得到输出电压修正值uorefc，并提供给输出电压控制装置2161；本发明输入电流均流控制装置2163由三个模块构成：求平均值模块、均流控制器和电压求和模块；

[0026] 本模块整流输入电流指令（幅值）Iiref：来自输出电压控制装置2161的输出；

[0027] 输出电压给定值uoref：通常为固定值（有时来自外部提供的参考电平）；

[0028] 求平均值模块：输入为Iiref和整流输入电流参考母线信号，与整流输入电流参考母线共同完成获取系统所有模块的整流输入电流指令（幅值）的平均值Iirefav，并提供给均流控制器；

[0029] 均流控制器：输入为Iiref和Iirefav，经调节输出（直流输出电压参考微调量Δuoref），并提供给电压求和模块；

[0030] 电压求和模块：对输入uoref和Δuoref进行求和，获得输出电压修正值uorefc，并提供给输出电压控制装置2161。

[0031] 以模块i为例说明功能：

[0032] 模块i中IC3C、R30以及通过整流输入电流参考母线连接到其他模块的R30，形成硬件求平均值电流，各个模块的整流输入电流指令Iiref送至其R30，运放IC3C的输出即获得所用模块的整流输入电流指令（幅值）的平均值Iirefav；

[0033] IC2B及其附属电路，获得模块i的Iiref和系统的Iirefav，调节获得输出电压参考的微调量Δuoref；

[0034] IC2D及其附属电路实现和的求和，获得Δuoref与uoref之和uorefc。

[0035] 模块i的具体调节过程如下：

[0036] 当模块i自身的Iiref比Iirefav小时，IC2B的输出减小；I2CB输出减小，则IC2D的输出uorefc增大，并送至PFC直流母线电压控制部分2161；uorefc增大，2161将调节使模块自身的Iiref增大，此过程直到Iiref与Iirefav相等；

[0037] 当模块i自身的Iiref比Iirefav大时，IC2B的输出增大；I2CB输出增大，则IC2D的输出uorefc减小，并送至输出电压控制装置2161；uorefc减小，输出电压控制装置2161将调节使模块自身的Iiref减小，此过程直到Iiref与Iirefav相等；

[0038] 综上，通过均流控制的调节，模块i的Iiref与系统的Iirefav相等，进而实现了系统所有模块的Iiref相等，同时各模块由输出电压控制装置2161控制使其输入电流幅值与模块自身的指令值Iiref一致，因而最终实现了各个模块输入电流一致（即实现了输入电流的均流控制）。

[0039] 本领域技术人员不脱离本发明的实质和精神，可以有多种变形方案实现本发明，以上所述仅为本发明较佳可行的实施例而已，并非因此局限本发明的权利范围，凡运用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变化，均包含于本发明的权利范围之内。