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CN104521121A - 用于电源转换器的控制电路 - Google Patents

用于电源转换器的控制电路 Download PDF

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CN104521121A
CN104521121A CN201380040670.XA CN201380040670A CN104521121A CN 104521121 A CN104521121 A CN 104521121A CN 201380040670 A CN201380040670 A CN 201380040670A CN 104521121 A CN104521121 A CN 104521121A
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CN
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control loop
control circuit
voltage control
current
parameter
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CN201380040670.XA
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詹姆斯·西加马尼
扬西·丰塔尼拉·博卡托
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Astec International Ltd
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Astec International Ltd
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Abstract

一种用于控制电源转换器(100)的一个或多个电源开关的控制电路(106)包括：电压控制回路(108)和电流控制回路(110)。控制电路(106)配置成使用电压控制回路(108)和交流基准信号为电流控制回路(110)生成电流基准(122)。控制电路(106)配置成在至少第一模式下操作，在第一模式中，电压控制回路(108)的参数仅在交流基准信号的每隔一次过零处被采样，且采样的参数用于为电流控制回路(110)生成电流基准(122)。电源转换器(100)可以是AC-DC转换器或DC-AC转换器。替选地，电压控制回路(108)可以在交流基准信号的每一过零被采样，和/或在瞬态负载条件期间以更高频率被采样。

Description

用于电源转换器的控制电路
相关申请的交叉引用
本申请要求2012年5月30日递交的美国专利申请No.13/483,891的权益，该美国专利申请的全部公开内容通过引用并入文中。
技术领域
本公开涉及用于电源转换器的控制电路。
背景技术
本部分提供了与本公开有关的背景信息，该背景信息不一定是现有技术。
一种用于控制在AC-DC(交流-直流)电源转换器中的电源开关的控制电路可以包括：控制输出直流电压的电压控制回路和对交流输入电流整形的电流控制回路。该控制电路可以基于来自电压控制回路的信号为电流控制回路生成电流基准。该电流控制回路基于电流基准生成控制电源开关的开关信号。
从电压控制回路接收的信号可以包括能够使电流基准失真的纹波，而该电流基准反过来使交流输入电流失真。为了降低纹波，电压控制回路的带宽可以降低至远低于纹波频率。
发明内容
该部分提供本公开的总体概述且不是其全部范围或其所有特征的全面公开。
根据本公开的一方面，公开了一种用于控制电源转换器的一个或多个电源开关的控制电路，所述电源转换器联接至负载。所述控制电路包括：电压控制回路和电流控制回路。所述控制电路配置成使用所述电压控制回路和交流基准信号为所述电流控制回路生成电流基准。所述控制电路还配置成在至少第一模式下操作，在所述第一模式中，所述电压控制回路的参数在所述交流基准信号的每一全周期，仅仅被采样一次。采样的参数用于为所述电流控制回路生成所述电流基准。
根据另一方面，公开了一种用于控制电源转换器的一个或多个电源开关的控制电路，所述电源转换器联接至负载。所述控制电路包括：电压控制回路，所述电压控制回路配置成以第一频率更新所述电压控制回路的参数；电流控制回路；和用于检测瞬态负载条件的检测器。所述控制电路配置成，使用以下为所述电流控制回路生成正弦基准：交流基准信号；和(a)在检测到所述瞬态负载条件时以所述第一频率更新的所述电压控制电路的参数；和(b)在没有检测到所述瞬态负载条件时，在所述交流基准信号的每一全周期内以低于所述第一频率的第二频率进行采样不超过两次的所述电压控制回路的参数。
根据本文中提供的描述，其它方面和适用范围将变得明显。应当理解，本公开的各个方面可以单独地或与一个或多个其它方面结合地实现。还应当注意，本文中的描述和特定示例仅用于说明的目的且不意图限制本公开的范围。
附图说明
本文中描述的附图仅用于说明选择的实施方式而不是所有可行的实施方式，并不意图限制本公开的范围。
图1为根据本公开的一个示例性实施方式的交流-直流电源转换器的电路图。
图2A和图2B分别示出了常规电源转换器和图1中的电源转换器在不同负载条件下的总谐波失真(total harmonic distortion，THD)和功率因数(powerfactor)值。
图3A至图3D示出了用于图1中的电源转换器的多种示例性波形。
图4为根据另一示例性实施方式的具有并网逆变器的电源转换器的电路图。
图5为根据另一示例性实施方式的具有瞬态负载条件检测器的电源转换器的电路图。
图6示出了针对图5中的电源转换器和不包括瞬态负载条件检测器的类似的电源转换器的瞬态负载条件期间的输出电压下冲。
图7为根据另一示例性实施方式的具有瞬态负载条件检测器的电源转换器的电路图。
在附图的多个视图中，相应的附图标记表示相应的部件。
具体实施方式
现将参照附图更全面地描述示例性实施方式。
提供示例性实施方式使得本公开将是彻底的且将范围充分地传达至本领域的技术人员。对大量的具体细节(诸如特定部件、设备和方法的示例)进行阐述，以提供对本公开的实施方式的彻底的了解。显然，对于本领域的技术人员而言，不需要采用特定细节，示例性实施方式可以体现为许多不同的形式且不应该解释为限制本公开的范围。在一些示例性实施方式中，对公知的过程、公知的设备结构和公知的技术不进行详细描述。
本文中所使用的术语仅用于描述特定示例性实施方式且不意图进行限制。如本文中所使用的单数形式“一”和“所述”也可以包括复数形式，除非上下文另有明确说明。术语“包括”、“包含”和“具有”是包含性的且因此指定所述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除存在或附加一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、部件、和/或其组合。本文中描述的方法步骤、过程和操作不应解释为必须要求它们以所讨论或说明的特定顺序执行，除非特别指出了执行顺序。还应当理解，可以使用额外的或替选的步骤。
尽管术语“第一”、“第二”、“第三”等在本文中可以用于描述各种元件、部件、区域、层和/或部分，但是这些元件、部件、区域、层和/或部分不应受限于这些术语。这些术语可以仅用于将一个元件、部件、区域、层或部分与另一个区域、层或部分区分开。术语(诸如，“第一”、“第二”和其它数字术语)当在本文中使用时不暗示次序或顺序，除非上下文另有明确说明。因此，在不脱离示例性实施方式的教导的情况下，下文所讨论的第一元件、第一部件、第一区域、第一层或第一部分可以称为第二元件、第二部件、第二区域、第二层或第二部分。
为了便于说明，空间相对术语，诸如“内部”、“外部”、“下方”、“下面”、“下部”、“上方”、“上部”等在本文中可以用于描述如图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。空间相对术语可以用于包括所使用的设备或操作的除了图中示出的方向之外的不同的方向。例如，如果图中的设备被翻转，则描述为在其它元件或特征“下面”或“下方”的元件将被取向为在其它元件或特征的“上方”。因此，示例性术语“下面”可以包括上方和下方两种取向。该设备可以被另外地取向(旋转90度或在其它方向上)且本文中所使用的空间相对描述符可以被相应地解释。
图1示出了根据本公开的一个示例性实施方式的电源转换器，该电源转换器总体通过附图标记100表示。如图1所示，电源转换器100包括具有电源开关104的升压转换器102以及用于控制电源开关104的控制电路106。电源转换器100还包括联接至交流电源的输入端子112以及联接至负载(未示出)的输出端子114。电容器C2跨接在输出端子114的两端。
电源转换器100还包括联接至输入端子112的电磁干扰(electromagneticinterference，EMI)滤波器116以及联接在EMI滤波器116和升压转换器102之间的整流器118。整流器118被配置成对交流电源提供的且滤波后的交流输入电压进行整流。尽管整流器118示为二极管整流器，但是可以采用任何合适的整流器。
控制电路106包括电压控制回路108、电流控制回路110以及联接在电压控制回路108和电流控制回路110之间的乘法器120。电压控制回路108可以配置成调节(regulate)电源转换器100的直流输出电压，电流控制回路110可以配置成对电源转换器100的交流输入电流进行整形。
控制电路106被配置成使用电压控制回路108和交流基准信号(即，具有交替的正、负半周期的正弦波)为电流控制回路110生成电流基准122。在图1所示的特定示例中，交流基准信号为交流输入电压。控制电路106通过感测由整流器118提供给升压转换器102的整流后的输入电压Vin-ref而监控交流输入电压。因此，控制电路106可以仅利用正供给电压而操作，而不需要用于处理负电压信号的负供给电压。
如图1所示，电流基准122可以通过(借助乘法器120)将电压控制回路108的输出和整流后的输入电压相乘而生成。可以将电流基准122与通过电感器L的感测电流iL比较，以生成误差信号。电流控制回路110的控制器PI2可以处理该误差信号来生成由PWM发生器124使用的信号，以控制电源开关104。控制器PI2可以是比例积分控制器或任何合适的其它类型的控制器(例如，积分控制器)。
控制电路106配置成在一种或多种模式下操作。在至少一种模式下，在交流基准信号(例如，交流输入电压)的每一全周期，控制电路仅对电压控制回路108的参数进行一次采样。优选地，在交流基准信号的每一全周期期间，控制电路在相同时间(即，固定时间)对电压控制回路参数进行采样。在图1中的示例性实施方式中，控制电路在交流输入电压的每隔一次过零，对电压控制回路参数进行采样。控制电路106可以通过检测整流后的输入电压Vin-ref何时等于大约0V而检测交流输入电压的每一过零。
电压控制回路108通过从基准电压Voref中减去电源转换器100的感测的输出电压Vo而生成误差信号。该误差信号之后通过控制器PI1处理，控制器PI1可以是比例积分控制器或任何合适的其它控制器。
在图1所示的示例中，控制电路106借助采样保持(sample and hold，S/H)电路126对PI控制器PI1的输出进行采样。S/H电路126监控整流后的输入电压Vin-ref以检测交流输入电压的过零，并仅在交流输入电压的每隔一次过零，对PI控制器PI1的输出进行采样。因此，S/H电路126(和电压控制回路108)的输出在交流输入电压的每一全周期，变化不超过一次。
可替选地，以及如下进一步所述，控制电路106可以对电压控制回路108生成的误差信号进行采样，之后，采样的误差信号被PI控制器PI1处理。在该情况下，PI控制器PI1的输入将在交流输入电压的每一全周期，变化不超过一次。同样，PI控制器PI1(和电压控制回路108)的输出将在交流输入电压的每一全周期，变化不超过一次。
若电压控制回路108的输出在交流输入电压的每一全周期，变化不超过两次(例如，在每一过零时)，则在交流输入电压的每一半周期期间，电压控制回路108的输出可以为基本上恒定的。因此，不管电压控制回路108处理的输出电压Vo中的任何纹波，电流基准122可以是与整流后的输入电压Vin-ref同相的、完全的整流的正弦波。反过来，这可以防止输出电压Vo中的任何纹波使交流输入电流失真。因此，不管输出电压Vo中的任何纹波，交流输入电流可以具有低的总谐波失真(THD)，且电源转换器100可以具有高的功率因子。因此，在交流输入电压的每一全周期，改变电压控制回路的输出不超过两次(例如，仅在过零期间)可以降低交流输入电流的失真，而无需降低电源转换器100的带宽(和动态响应)。
然而，若在瞬态(也称为动态)负载条件期间，电压控制回路108的输出在交流输入电压的两个连续的半周期之间变化，则电源转换器100可以将直流电流注入回交流输入电源。为了避免如此，优选地，控制电路108配置成在交流输入电压的每一全周期，对电压控制回路108的参数采样仅一次(例如，每隔一次过零)，因此电压控制回路108的输出在交流输入电压的每一全周期，变化不超过一次。
图2A提供了对应于不包括S/H电路126的电源转换器100的各个负载条件的THD值和功率因数值(即，电压控制回路108的输出可以在交流输入信号的过零之间变化)。图2B提供了具有S/H电路126的电源转换器100的类似值，S/H电路126仅在交流输入信号的每隔一次过零，对电压控制回路的输出进行采样。如图2A和图2B所示，针对每一相应的负载条件，采用S/H电路126的电源转换器100，相比于没有S/H电路的电源转换器，具有较低的THD和较高的功率因数。
图3A至图3D示出了图1中的电源转换器100的多个波形。具体地，图3A示出了通过控制电路106监控的整流后的输入电压Vin-ref。图3B示出了电压控制回路108的输出，该输出仅在交流输入电压的每隔一个过零期间变化。图3C示出了用于电流控制回路110的电流基准122。图3D示出了电源转换器100的交流输入电流。
应当理解，上述教导并不限制于图1中所示的示例性AC-DC转换器100的特定配置，可以应用于多种其它AC-DC转换器。另外，上述教导并不限制于AC-DC转换器，而是，如下所述，也可以应用于DC-AC转换器(即，逆变器)。
图4示出了根据另一示例性实施方式的电源转换器400。如图4所示，电源转换器400包括DC/DC转换器416，DC/DC转换器416的输入端子联接至光伏(photovoltaic，PV)阵列412，DC/DC转换器416的输出端子联接至并网逆变器402的输入端子，并网逆变器402具有一个或多个电源开关(未示出)。逆变器402的输出端子联接至交流公用电网414。电源转换器400还包括用于控制逆变器402的所述一个或多个电源开关的控制电路406。
逆变器402可以是配置成实施最大功率点跟踪(maximum power pointtracking，MPPT)功能的太阳能逆变器、微逆变器或任何合适的其它逆变器。除了逆变器402之外，DC/DC转换器416也可以配置成实施MPPT功能；或者代替逆变器402，DC/DC转换器416可以配置成实施MPPT功能。
逆变器402可以作为交流电流源操作，并通过调整其提供给电网414的交流电流的量来调节(regulate)其输入电压。
控制电路406包括：配置成调节逆变器402的直流输入电压的电压控制回路408，以及配置成对逆变器的交流输出电流整形的电流控制回路410。
控制电路406配置成，使用电压控制回路408和交流基准信号为电流控制回路410生成电流基准D。在图4所示的特定示例中，交流基准信号是交流电网电压。交流电网电压通过控制电路406借助锁相回路(phase lock loop，PLL)电路而被感测，并作为整流后的信号B提供给乘法器MUL。如图4所示，电流基准D可以通过将电压控制回路408的输出与感测的(且整流后的)交流电网电压B相乘(借助乘法器MUL)而生成。
可以将电流基准D与逆变器402的输出电流iL比较，以生成误差信号。电流控制回路410的比例积分控制器PI2(或其它合适的控制器)可以处理该误差信号而生成脉冲宽度调制(pulse width modulation，PWM)发生器使用的信号，以控制逆变器402中的所述一个或多个电源开关。
控制电路406配置成在一种或多种模式下操作。在至少一种模式下，在交流基准信号(例如，交流电网电压)的每一全周期，控制电路406对电压控制回路408的参数进行仅一次采样。优选地，在交流基准信号的每一全周期期间，控制电路在相同时间(即，固定时间)对电压控制回路参数进行采样。在图4中的示例性实施方式中，控制电路在交流电网电压的每隔一次过零，对电压控制回路参数进行采样。
电压控制回路408通过从直流基准电压Vref中减去逆变器402的感测的输入电压C而生成误差信号。之后通过比例积分(proportional-integral，PI)控制器PI1处理该误差信号。
类似于图1中的控制电路106，图4中的控制电路406借助S/H电路418对PI控制器PI1的输出进行采样。S/H电路418监控感测的交流电网电压B，以检测过零，并仅在交流电网电压的每隔一次过零，对PI控制器PI1的输出进行采样。因此，S/H电路418(和电压控制回路408)的输出在交流电网电压的每一全周期，变化不超过一次。
若在交流电网电压的每一全周期，电压控制回路408的输出变化不超过两次(例如，在每一过零)，则在交流电网电压的每一半周期期间，电压控制回路408的输出可以为基本上恒定的。因此，不管逆变器402的感测的输入电压C中的任何纹波，电流基准D可以是与交流电网电压同相的、完全的正弦波。这反过来可以防止感测的输入电压C中的任何纹波使逆变器的交流输出电流失真。因此，不管感测的输入电压C中的任何纹波，交流输出电流可以具有低的总谐波失真(THD)。因此，在交流电网电压的每一全周期，改变电压控制回路的输出不超过两次(例如，仅在过零期间)可以降低逆变器的交流输出电流的失真，而无需降低电压控制回路408的带宽。
然而，若电压控制回路408的输出在交流电网电压的两个连续的半周期之间变化，则逆变器402可以将直流电流注入交流公用电网。为了避免这一点，优选地，控制电路406配置成，在交流电网电压的每一全周期，对电压控制回路408的参数进行仅一次采样(例如，在每隔一次过零)，因此电压控制回路408的输出在交流电网电压的每一全周期，变化不超过一次。
如上参考图1所述，若电压控制回路的输出在交流输入电压的每一全周期，变化不超过两次，则交流输入电流的失真将降低或基本上被消除。然而，在瞬态负载条件期间，由于响应于负载变化而延迟一个整周期或半个周期，电源转换器100会经历过多的输出电压下冲(undershoot)。例如，在电压回路输出仅在交流输入电压的每一过零时被更新的一个实施中，响应于负载从额定负载的10％变化到100％，输出电压降低约50VDC(Volts Direct Current，直流电压)。类似地，在电压回路输出在交流输入电压的每隔一次过零，以更低频率更新的实施中，响应于负载从额定负载的10％变化到100％，输出电压降低约70VDC。
根据本公开的另一方面，在瞬态负载条件期间，通过相比于在交流输入电压的每隔一次(或每一次)过零，以更高频率来更新电压控制回路的输出，可以降低由于瞬态负载条件造成的输出电压下冲。现将参考图5至图7，描述实施本公开的这一方面的一些示例性电路。
图5示出了根据本公开的另一示例性实施方式的电源转换器600。电源转换器600类似于图1中的电源转换器100。然而，在图6中的电源转换器600中，控制电路606包括：用于检测瞬态负载条件的检测器628，以及联接至检测器628和电压控制回路608的多路复用器630。
图5中的S/H电路126可以配置成，在交流输入信号的每一全周期期间，仅对控制器PI1的输出进行采样一次或两次(例如，在交流输入信号的每隔一次过零或每一过零)。S/H电路126的输出端联接至多路复用器630，多路复用器接收来自检测器628的、指示是否检测到瞬态负载条件的信号。当没有检测到瞬态负载条件时，多路复用器630将S/H电路126的输出端联接至乘法器120，控制电路606以非常类似于图1中的控制电路106的方式操作。然而，当检测到瞬态负载条件时，图6中的多路复用器630通过将控制器PI1的输出端联接至乘法器120而绕过S/H电路126。因为控制器PI1的输出以比交流输入信号的每一过零更高的频率更新，则控制电路606可以对负载条件变化快速地作出响应，引起更少的(或基本上无)输出电压下冲。
如图6所示，检测器628通过监控感测的输出电压Vo而检测瞬态负载条件。可替选地，检测器628可以通过监控电源转换器600的另一合适的参数来检测瞬态负载条件，所述另一合适的参数例如为输出电流、输入电流、电压控制回路608中产生的误差信号等。此外，检测器628可以是例如窗口检测器，该窗口检测器向多路复用器630指示监控的参数何时在定义的范围(例如，定义的电压范围、电流范围或误差信号范围)之外。
在一个示例性实施中，电源转换器600具有以60Hz的230V的交流输入电压和390V的直流输出电压设定点，该直流输出电压设定点具有加上或减去10V(包括调节容差)的最大的预期的最大纹波。因此，检测器628的检测窗口可以设置在390V加上或减去15V。在该情况下，若感测的输出电压Vo高于405V或低于375V，则检测器628将向多路复用器630提供指示检测到瞬态负载条件的信号。
优选地，控制器PI1的输出更新的频率基本上高于S/H电路126对其输出进行采样的频率。在一个示例性实施中，控制器PI1的输出以7kHz的频率更新。因此，若S/H电路126配置成在交流输入电压的每一过零(即，以120Hz)而对控制器PI1的输出进行采样，则电压控制回路608(其用于生成电流基准122)的输出将在静态负载条件期间以120Hz的频率更新，在动态负载条件期间以7kHz的频率更新。如图6所示，针对图5中的电源转换器600的瞬态负载条件期间的输出电压下冲704显著小于针对图1中的电源转换器100(配置成在交流输入电压的每隔一次过零，对电压控制回路的输出进行采样)的瞬态负载条件期间的输出电压下冲702。
图7示出了根据另一示例性实施方式的电源转换器800。电源转换器800类似于图5中的电源转换器600。然而，在图7中的电源转换器800中，S/H电路126和多路复用器位于误差信号发生器和PI控制器PI1之间。类似于图5中的电压控制回路，电压控制回路的输出在静态负载条件期间在每隔一次(或每一)过零而发生更新，在瞬态负载条件期间以更高的频率(即，PI控制器PI1的更新速率)更新。
上述多种控制电路可以配置成，实施平均电流模式(average current mode，ACM)控制(包括连续的ACM控制)或任何合适的其它控制模式。另外，本文中描述的电源转换器可以使用模拟和/或数字的部件而实施。例如，控制电路可以包括一个或多个数字处理器，例如微处理器和数字信号处理器(DSP)，该一个或多个数字处理器可配置有存储在板载存储器和/或外部存储器中的软件指令。另外，虽然一些电源转换器已描述为包括升压转换器，但应当理解，在不脱离本公开的教导的情况下，可以采用其它类型的电源转换器，包括其它类型的开关式电源。
出于说明和描述目的，已提供了实施方式的以上描述。目的并不是详尽的或限制本公开。特定的实施方式的各个元件或特征通常不局限于该特定的实施方式，而是在适用的情况下，可以互换且可以用在选择的实施方式中，即使没有特定地示出或描述。其也可以以多种方式进行变化。这样的变化不被认为是脱离本公开，且所有这样的改动意在包括在本公开的范围内。

Claims (35)

1.一种用于控制电源转换器的一个或多个电源开关的控制电路，所述电源转换器联接至负载，所述控制电路包括：
电压控制回路；和
电流控制回路；
所述控制电路配置成使用所述电压控制回路和交流基准信号为所述电流控制回路生成电流基准，所述控制电路配置成在至少第一模式下操作，在所述第一模式中，所述电压控制回路的参数在所述交流基准信号的每一全周期，仅仅被采样一次，且采样的参数用于为所述电流控制回路生成所述电流基准。
2.根据权利要求1所述的控制电路，其中，所述控制电路配置成，在所述交流基准信号的每一全周期期间，在固定时间对所述电压控制回路的参数进行采样。
3.根据权利要求2所述的控制电路，其中，所述固定时间在所述交流基准信号的过零期间。
4.根据前述任一项权利要求所述的控制电路，其中，所述电源转换器包括AC/DC转换器，且所述交流基准信号为所述AC/DC转换器的输入信号。
5.根据权利要求4所述的控制电路，其中，所述控制电路配置成通过感测所述输入信号的整流后的形式，来监控所述AC/DC转换器的所述输入信号。
6.根据权利要求4或5所述的控制电路，其中，所述电压控制回路配置成调节所述AC/DC转换器的直流输出电压，所述电流控制回路配置成对所述AC/DC转换器的交流输入电流进行整形。
7.根据权利要求4、5或6所述的控制电路，其中，所述AC/DC转换器包括升压转换器，所述升压转换器包括所述一个或多个电源开关。
8.根据权利要求1-3中任一项所述的控制电路，其中，所述电源转换器包括用于联接至公用电网的逆变器，所述交流基准信号为所述公用电网的交流电压。
9.根据权利要求8所述的控制电路，其中，所述控制电路包括用于监控所述公用电网的所述交流电压的锁相回路(PLL)。
10.根据权利要求8或9所述的控制电路，其中，所述电压控制回路配置成调节所述逆变器的直流输入电压，所述电流控制回路配置成对所述逆变器的交流输出电流进行整形。
11.根据权利要求8、9或10所述的控制电路，其中，所述逆变器包括所述一个或多个电源开关。
12.根据前述任一项权利要求所述的控制电路，其中，所述控制电路配置成使用所述电压控制回路和所述电流控制回路实施平均电流模式(ACM)控制。
13.根据前述任一项权利要求所述的控制电路，其中，所述控制电路配置成：检测瞬态负载条件，且在检测到所述瞬态负载条件时，操作在第二模式。
14.根据前述任一项权利要求所述的控制电路，其中，所述电压控制回路包括比例积分控制器，所述采样的参数是所述比例积分控制器的输出。
15.根据权利要求1-13中任一项所述的控制电路，其中，所述采样的参数是通过所述电压控制回路产生的误差信号。
16.根据权利要求15所述的控制电路，其中，所述电压控制回路包括用于处理所述采样的参数的比例积分控制器。
17.一种AC/DC电源转换器，包括具有至少一个电源开关的电源电路以及用于控制所述至少一个电源开关的根据权利要求1-7中任一项所述的控制电路。
18.一种逆变器，包括具有至少一个电源开关的电源电路以及用于控制所述至少一个电源开关的根据权利要求8-11中任一项所述的控制电路。
19.根据权利要求18所述的逆变器，其中，所述逆变器为并网逆变器。
20.根据权利要求18或19所述的逆变器，其中，所述逆变器是配置成实施最大功率跟踪功能的太阳能逆变器。
21.一种用于控制电源转换器的一个或多个电源开关的控制电路，所述电源转换器联接至负载，所述控制电路包括：
电压控制回路，所述电压控制回路配置成以第一频率更新所述电压控制回路的参数；
电流控制回路；和
用于检测瞬态负载条件的检测器；
所述控制电路配置成，使用以下为所述电流控制回路生成电流基准：交流基准信号；和(a)在检测到所述瞬态负载条件时以所述第一频率更新的所述电压控制电路的参数；和(b)在没有检测到所述瞬态负载条件时，在所述交流基准信号的每一全周期内以低于所述第一频率的第二频率进行采样不超过两次的所述电压控制回路的参数。
22.根据权利要求21所述的控制电路，其中，所述控制电路配置成：当没有检测到所述瞬态负载条件时，在所述交流基准信号的每一全周期期间，在一个或多个固定时间对所述电压控制回路的参数进行采样。
23.根据权利要求22所述的控制电路，其中，所述一个或多个固定时间在所述交流基准信号的过零期间。
24.根据权利要求21-23中任一项所述的控制电路，其中，所述电源转换器包括交流/直流AC/DC转换器，所述交流基准信号为所述AC/DC转换器的输入信号。
25.根据权利要求24所述的控制电路，其中，所述电压控制回路配置成调节所述AC/DC转换器的直流输出电压，所述电流控制回路配置成对所述AC/DC转换器的交流输入电流进行整形。
26.根据权利要求24或25所述的控制电路，其中，所述AC/DC转换器包括升压转换器，所述升压转换器包括所述一个或多个电源开关。
27.根据权利要求21-26中任一项所述的控制电路，其中，所述控制器配置成使用所述电压控制回路和所述电流控制回路实施平均电流模式(ACM)控制。
28.根据权利要求21-27中任一项所述的控制电路，其中，所述电压控制回路包括比例积分控制器，且所述电压控制回路的参数是所述比例积分控制器的输出。
29.根据权利要求28所述的控制电路，还包括联接至所述检测器的多路复用器，所述多路复用器具有：至少一个第一输入端，所述第一输入端用于接收以第一频率更新的所述电压控制回路的参数；以及第二输入端，所述第二输入端用于接收仅在所述交流基准信号的过零期间以第二频率采样的所述电压控制回路的参数。
30.根据权利要求21-27中任一项所述的控制电路，其中，所述电压控制回路的参数是通过电压控制回路产生的误差信号。
31.根据权利要求30所述的控制电路，其中，所述电压控制回路包括比例积分控制器，所述比例积分控制器用于处理在检测到所述瞬态负载条件时以所述第一频率更新的所述电压控制回路的参数、以及在没有检测到所述瞬态负载条件时仅在所述交流基准信号的过零期间以所述第二频率采样的所述电压控制回路的参数。
32.根据权利要求31所述的控制电路，还包括联接至所述检测器的多路复用器，所述多路复用器具有：至少一个第一输入端，所述第一输入端用于接收以所述第一频率更新的所述电压控制回路的参数；第二输入端，所述第二输入端用于接收仅在所述交流基准信号的过零期间以所述第二频率采样的所述电压控制回路的参数；以及输出端，所述输出端联接至所述比例积分控制器。
33.根据权利要求21-32中任一项所述的控制电路，其中，所述控制电路配置成：在没有检测到所述瞬态负载条件时，仅在所述交流基准信号的每隔一次过零期间以所述第二频率对所述电压控制回路的参数进行采样。
34.根据权利要求21-23中任一项所述的控制电路，其中，所述第一频率基本上高于所述第二频率。
35.一种AC/DC电源转换器，包括具有至少一个电源开关的电源电路以及用于控制所述至少一个电源开关的根据权利要求21-34中任一项所述的控制电路。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106569432A (zh) * 2015-10-08 2017-04-19 雅达电子国际有限公司 用于电源转换器的控制模式之间的转换的控制电路和方法
CN111769735A (zh) * 2020-09-01 2020-10-13 深圳市永联科技股份有限公司 一种解决pfc输入动态的可靠控制方法

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102749498B (zh) * 2012-07-16 2015-02-04 成都芯源系统有限公司 一种交流电压检测电路及其方法和安规电容放电电路
WO2014024560A1 (ja) * 2012-08-08 2014-02-13 三菱電機株式会社 電力変換装置
JP5531316B2 (ja) * 2012-11-16 2014-06-25 ポルティオアレンディ 直交流パワーブースターと、交流及び直流照明用電源制御装置
US10374527B2 (en) * 2014-01-09 2019-08-06 Beckman Coulter, Inc. Regenerative braking system
US9444323B2 (en) * 2014-01-22 2016-09-13 Solidstate Controls, Llc Power conversion system having a harmonic distortion limiter
US9590528B2 (en) 2014-04-11 2017-03-07 Kripya LLC Dual mode DC-AC inverter system and operation
WO2015156901A1 (en) * 2014-04-11 2015-10-15 Kripya LLC Dual mode micro-inverter system and operation
WO2016075996A1 (ja) * 2014-11-11 2016-05-19 三菱電機株式会社 電力変換装置
TWI545418B (zh) * 2014-11-28 2016-08-11 財團法人工業技術研究院 功率轉換器之控制電路及最大功率點的追蹤方法
US9485818B2 (en) * 2014-12-18 2016-11-01 Infineon Technologies Ag Adaptive direct current (DC) to DC (DC-to-DC) light emitting diode (LED) driver for dynamic loads
US9966841B2 (en) * 2015-05-18 2018-05-08 Texas Instruments Incorporated Power factor correction
US9812951B2 (en) * 2015-05-21 2017-11-07 Pacific Power Source, Inc. Advanced PFC voltage controller
US9584022B1 (en) 2016-03-07 2017-02-28 Infineon Technologies Ag System and method for a switched-mode power supply
GB2549994B (en) * 2016-05-07 2019-07-31 Icergi Ltd A method of controlling a current shaping circuit
CN110048597B (zh) * 2018-01-15 2021-01-15 株式会社村田制作所 功率因数校正电路的控制方法、控制器及系统
CN109004673B (zh) * 2018-08-08 2021-12-14 南京亚派科技股份有限公司 一种地铁再生能量回馈装置直流电压检测及控制方法
US11860660B2 (en) * 2021-06-02 2024-01-02 Mediatek Singapore Pte. Ltd. Apparatus and method of performing load transient frequency detection for dynamically managing controllable circuit in voltage regulator
CN113872430B (zh) * 2021-09-13 2023-07-18 珠海格力电器股份有限公司 功率因素校正电路及其电流过零畸变抑制方法、空调器

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4404472A (en) * 1981-12-28 1983-09-13 General Electric Company Maximum power control for a solar array connected to a load
CN1383604A (zh) * 2000-04-21 2002-12-04 皇家菲利浦电子有限公司 交流/直流变换器
TW200625054A (en) * 2005-01-14 2006-07-16 Cai-Fu Wu Power factor corrector control device for accommodating mains voltage distortion and achieving high power factor and low harmonic current
US7359224B2 (en) * 2005-04-28 2008-04-15 International Rectifier Corporation Digital implementation of power factor correction
US20090244937A1 (en) * 2008-03-28 2009-10-01 American Superconductor Corporation Dc bus voltage harmonics reduction
CN102420523A (zh) * 2010-09-28 2012-04-18 雅达电子国际有限公司 光伏功率转换器和闭环最大功率点追踪

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4940929A (en) 1989-06-23 1990-07-10 Apollo Computer, Inc. AC to DC converter with unity power factor
DE19844952A1 (de) 1998-09-30 2000-04-13 Siemens Ag Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer lastunabhängigen Ausgangsspannung
CN100352150C (zh) 2001-12-28 2007-11-28 中兴通讯股份有限公司 功率因数校正的方法及其装置
US7317625B2 (en) * 2004-06-04 2008-01-08 Iwatt Inc. Parallel current mode control using a direct duty cycle algorithm with low computational requirements to perform power factor correction
ITMI20042004A1 (it) * 2004-10-21 2005-01-21 St Microelectronics Srl "dispositivo per la correzione del fattore di potenza in alimentatori a commutazione forzata."
US7250742B2 (en) * 2004-11-08 2007-07-31 International Rectifier Corporation Digital control of bridgeless power factor correction circuit
US8391025B2 (en) 2008-05-02 2013-03-05 Advanced Energy Industries, Inc. Preemptive protection for a power convertor
US8400792B2 (en) 2008-08-22 2013-03-19 Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation Power conversion apparatus
US8351232B2 (en) * 2009-12-28 2013-01-08 Nxp B.V. Power factor corrector with high power factor at low load or high mains voltage conditions
WO2011151940A1 (ja) 2010-05-31 2011-12-08 三菱電機株式会社 電力変換装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4404472A (en) * 1981-12-28 1983-09-13 General Electric Company Maximum power control for a solar array connected to a load
CN1383604A (zh) * 2000-04-21 2002-12-04 皇家菲利浦电子有限公司 交流/直流变换器
TW200625054A (en) * 2005-01-14 2006-07-16 Cai-Fu Wu Power factor corrector control device for accommodating mains voltage distortion and achieving high power factor and low harmonic current
US7359224B2 (en) * 2005-04-28 2008-04-15 International Rectifier Corporation Digital implementation of power factor correction
US20090244937A1 (en) * 2008-03-28 2009-10-01 American Superconductor Corporation Dc bus voltage harmonics reduction
CN102420523A (zh) * 2010-09-28 2012-04-18 雅达电子国际有限公司 光伏功率转换器和闭环最大功率点追踪

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106569432A (zh) * 2015-10-08 2017-04-19 雅达电子国际有限公司 用于电源转换器的控制模式之间的转换的控制电路和方法
CN106569432B (zh) * 2015-10-08 2021-02-26 雅达电子国际有限公司 用于电源转换器的控制模式之间的转换的控制电路和方法
CN111769735A (zh) * 2020-09-01 2020-10-13 深圳市永联科技股份有限公司 一种解决pfc输入动态的可靠控制方法
CN111769735B (zh) * 2020-09-01 2020-12-04 深圳市永联科技股份有限公司 一种解决pfc输入动态的可靠控制方法

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