升壓型功率因數(shù)校正器中的快時標分岔分析及其控制研究.pdf

1、隨著非線性負載廣泛應(yīng)用于電網(wǎng)中，產(chǎn)生的諧波污染和低功率因數(shù)問題也日趨嚴重，功率因數(shù)校正(Power-Factor-Correction，PFC)正是解決這一問題的一種有效方法。在PFC變換器中，又有Buck、Boost、Buck-Boost等拓撲結(jié)構(gòu)，而其中的Boost PFC憑借著功率密度大、轉(zhuǎn)換效率高、便于集成等優(yōu)點在各類電氣設(shè)備上得到廣泛應(yīng)用。由于開關(guān)器件的自身特性和反饋控制環(huán)節(jié)的引入，使得Boost PFC成為一種強非線性系統(tǒng)，

2、這導(dǎo)致變換器在運行中會產(chǎn)生一些非線性現(xiàn)象，影響了系統(tǒng)的工作性能。在Boost PFC變換器中可能出現(xiàn)兩種主要分岔，即快時標分岔和慢時標分岔，分別對應(yīng)變換器中的開關(guān)頻率和工頻，本文主要對Boost PFC變換器中的快時標分岔現(xiàn)象進行研究。
　　本文在非線性動力學(xué)的基礎(chǔ)上，建立了基于峰值電流控制的Boost PFC變換器的離散迭代映射，并基于此映射推導(dǎo)出系統(tǒng)的Jacobian矩陣，求解該Jacobian矩陣得到系統(tǒng)的分岔條件。同時，從

3、分岔臨界相角出發(fā)對系統(tǒng)進行穩(wěn)定性分析，不僅驗證了Jacobian矩陣求解法得到的分岔條件，而且讓系統(tǒng)的分岔條件更全面、直觀地展現(xiàn)出來。通過仿真觀察了系統(tǒng)電感電流在1/2個工頻周期內(nèi)的間歇性分岔和混沌現(xiàn)象，進一步驗證了此前的穩(wěn)定性分析。
　　為了避免分岔，使系統(tǒng)穩(wěn)定工作在單周期態(tài)，本文從兩個方面對Boost PFC進行分岔控制：一是常規(guī)分岔控制方法的改進，其中包括改進后的斜坡補償法和復(fù)合延遲反饋控制法，仿真結(jié)果表明這兩種方法雖然有效

4、控制了分岔現(xiàn)象，但仍存在一些不足之處。另一方面，本文提出把雙積分滑模法應(yīng)用到分岔控制中，結(jié)果雙積分滑模法在不同參數(shù)條件下有效避免分岔現(xiàn)象的同時，還彌補了常規(guī)改進法在分岔控制中的不足，并使Boost PFC獲得了較高的功率因數(shù)。
　　最后搭建了基于峰值電流控制的Boost PFC實驗電路，對快時標分岔現(xiàn)象進行了探究性實驗。由于關(guān)于Boost PFC快時標分岔的實驗研究多集中在基于平均電流控制的電路，而鮮有基于峰值電流控制的，所以本文