一种PFC电路控制方法、系统、设备及可读存储介质与流程

本发明涉及电源控制领域，特别涉及一种pfc电路控制方法、系统、设备及可读存储介质。

背景技术：

1、传统工业用电源的前级pfc（power factor correction，功率因数校正）电路的控制策略为pi（proportional-integral，比例-积分）双环控制，这种控制策略的优势在于其参数较少，相对易于调节。然而，在实际工程应用中，pfc电路在整流和升压过程中不可避免地会受到输入电压波动的影响，导致输出电压中存在较大的二倍工频纹波。这个二倍工频纹波被采样电路采集，并传输到dsp（digital signal processor，数字信号处理器）中，用以构建控制pfc电路的参考电流。当dsp尝试构建参考电流时，二倍工频纹波会在电流内环中引入额外的非线性，从而产生高次谐波分量。

2、为了防止二倍工频纹波进一步对电压外环造成影响，常用的控制策略是降低电压外环的带宽。但是降低带宽导致电压外环对输出电压波动的响应速度减慢，在负载突然增加或减少时，由于电压外环的调节速度降低，pfc电路无法迅速补偿负载变化引起的电流波动，导致输出电压出现较大波动，严重影响了pfc电路及其后级电源在负载投切时的响应性能。

3、因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域技术人员目前需要解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种pfc电路控制方法、系统、设备及可读存储介质，能够减轻电压控制器的负担，在负载变化时，前馈值能够快速给定，使得pfc电路可以迅速响应负载变化，提高了动态响应速度。

2、为解决上述技术问题，本发明提供了一种pfc电路控制方法，包括：

3、获取pfc电路的输出电压信号，以及电压外环基于所述输出电压信号生成的初始参考电流信号；

4、利用所述输出电压信号和所述pfc电路中的电感对应的电流信号，得到负载电流扰动信号；

5、根据所述初始参考电流信号和所述负载电流扰动信号，得到电流内环的实际参考电流信号。

6、可选的，利用所述输出电压信号和所述pfc电路中的电感对应的电流信号，得到负载电流扰动信号的过程包括：

7、将所述输出电压信号和所述pfc电路中的电感对应的电流信号输入扰动观测器，估算负载电流扰动信号；所述扰动观测器基于所述pfc电路的数学模型创建。

8、可选的，将所述输出电压信号和所述pfc电路中的电感对应的电流信号输入扰动观测器，估算负载电流扰动信号的过程包括：

9、将所述输出电压信号输入扰动观测器的观测模块，得到预测信号；所述观测模块基于滤波器和所述数学模型的逆模型创建；

10、将所述pfc电路中的电感对应的电流信号输入所述扰动观测器的第一滤波模块，得到滤波后的电流信号；所述第一滤波模块基于所述滤波器创建；

11、根据所述预测信号和所述滤波后的电流信号，得到负载电流扰动信号。

12、可选的，根据所述预测信号和所述滤波后的电流信号，得到负载电流扰动信号的过程包括：

13、根据所述滤波后的电流信号和所述预测信号，得到中间电流扰动信号；

14、利用所述扰动观测器的第二滤波模块，对所述中间电流扰动信号中的二倍工频纹波进行滤波，得到负载电流扰动信号。

15、可选的，所述pfc电路控制方法还包括：

16、获取所述pfc电路的数学模型；

17、基于所述数学模型确定扰动观测结构和扰动观测参数；

18、利用所述扰动观测结构和所述扰动观测参数创建所述扰动观测器。

19、可选的，基于所述数学模型确定扰动观测结构和扰动观测参数的过程包括：

20、获取所述pfc电路的数学模型对应的初始状态空间方程；

21、根据叠加在所述pfc电路上的扰动变量和所述初始状态空间方程，得到扰动变量方程；

22、利用所述扰动变量方程得到所述pfc电路的标称模型；

23、基于所述标称模型确定扰动观测结构和扰动观测参数。

24、可选的，所述pfc电路控制方法还包括：

25、获取流经所述pfc电路中的电感的实际电流信号；

26、将所述实际电流信号作为所述pfc电路中的电感对应的电流信号；

27、或，

28、将所述初始参考电流信号作为所述pfc电路中的电感对应的电流信号。

29、为解决上述技术问题，本发明还提供了一种pfc电路控制系统，包括：

30、第一获取模块，用于获取pfc电路的输出电压信号，以及电压外环基于所述输出电压信号生成的初始参考电流信号；

31、第一计算模块，用于利用所述输出电压信号和所述pfc电路中的电感对应的电流信号，得到负载电流扰动信号；

32、第二计算模块，用于根据所述初始参考电流信号和所述负载电流扰动信号，得到电流内环的实际参考电流信号。

33、为解决上述技术问题，本发明还提供了一种电子设备，包括：

34、存储器，用于存储计算机程序；

35、处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上文任意一项所述的pfc电路控制方法的步骤。

36、为解决上述技术问题，本发明还提供了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文任意一项所述的pfc电路控制方法的步骤。

37、本发明提供了一种pfc电路控制方法，通过pfc电路的输出电压信号和电压外环输出的参考电流信号，估算由输入电压波动和负载变化引起的负载电流扰动信号，将估算得到的负载电流扰动信号用于前馈补偿电压外环输出的初始参考电流信号，从而得到电流内环的实际参考电流信号，通过前馈补偿，负载扰动直接被补偿，因此电压控制器的输出只需要进行微调，这减轻了电压控制器的负担，在负载变化时，前馈值能够快速给定，使得pfc电路可以迅速响应负载变化，提高了动态响应速度。由于前馈补偿机制，pfc电路的输出电压对输入电压波动和负载变化的敏感性降低，增强了输出电压的抗扰能力。本申请还提供了一种pfc电路控制系统、电子设备及计算机可读存储介质，具有和上述pfc电路控制方法相同的有益效果。

技术特征：

1.一种pfc电路控制方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的pfc电路控制方法，其特征在于，利用所述输出电压信号和所述pfc电路中的电感对应的电流信号，得到负载电流扰动信号的过程包括：

3.根据权利要求2所述的pfc电路控制方法，其特征在于，将所述输出电压信号和所述pfc电路中的电感对应的电流信号输入扰动观测器，估算负载电流扰动信号的过程包括：

4.根据权利要求3所述的pfc电路控制方法，其特征在于，根据所述预测信号和所述滤波后的电流信号，得到负载电流扰动信号的过程包括：

5.根据权利要求2所述的pfc电路控制方法，其特征在于，所述pfc电路控制方法还包括：

6.根据权利要求5所述的pfc电路控制方法，其特征在于，基于所述数学模型确定扰动观测结构和扰动观测参数的过程包括：

7.根据权利要求1-6任意一项所述的pfc电路控制方法，其特征在于，所述pfc电路控制方法还包括：

8.一种pfc电路控制系统，其特征在于，包括：

9.一种电子设备，其特征在于，包括：

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，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权利要求1-7任意一项所述的pfc电路控制方法的步骤。

技术总结本发明公开了一种PFC电路控制方法、系统、设备及可读存储介质，该方法包括获取PFC电路的输出电压信号，以及电压外环基于输出电压信号生成的初始参考电流信号；利用输出电压信号和PFC电路中的电感对应的电流信号，得到负载电流扰动信号；根据初始参考电流信号和负载电流扰动信号，得到电流内环的实际参考电流信号。本发明能够减轻电压控制器的负担，在负载变化时，前馈值能够快速给定，使得PFC电路可以迅速响应负载变化，提高了动态响应速度。技术研发人员：薛少聪受保护的技术使用者：深圳市英威腾电源有限公司技术研发日：技术公布日：2025/1/6