單周期控制PFC技術(shù)及其數(shù)字化控制研究.pdf

1、開關(guān)電源是電網(wǎng)與用電設(shè)備之間的橋梁，而功率因數(shù)校正電路作為所有開關(guān)電源的第一級，擔(dān)負(fù)著抑制諧波電流注入電網(wǎng)的重要作用，其性能的優(yōu)劣直接影響電網(wǎng)的安全和電能的質(zhì)量。現(xiàn)代開關(guān)電源技術(shù)正在朝著高頻化、模塊化和智能化的方向發(fā)展，而傳統(tǒng)的模擬控制方案由于自身的局限性，已不再能夠滿足當(dāng)前的市場需求。因此本文在研究了開關(guān)電源原理和結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，設(shè)計了一款輸入為電網(wǎng)220V交流電壓，輸出為直流400V的，由單周期原理控制的有源功率因數(shù)校正Boost-A

2、PFC電路，并且對單周期控制系統(tǒng)給出了數(shù)字化的解決方案。
　　本文對開關(guān)電源和功率因數(shù)校正的原理進(jìn)行了闡述，通過對拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、控制策略和采樣算法三個方面的分析，給出了適用于功率因數(shù)校正電路的參數(shù)方案。利用PSpice、Simulink和SIMPLIS完成了Boost變換器的數(shù)學(xué)模型建模，仿真結(jié)果表明，建模得到的傳遞函數(shù)和實際開關(guān)電路具有較高契合度。
　　針對Boost變換器，設(shè)計了雙環(huán)控制的電流環(huán)控制系統(tǒng)，利用Sisotool

3、對控制回路進(jìn)行了頻率補(bǔ)償，對系統(tǒng)的穩(wěn)定性和響應(yīng)速度進(jìn)行了優(yōu)化。在Boost變換器設(shè)計的基礎(chǔ)上增加了功率因數(shù)校正功能，使用單周期控制策略在PSim中完成了仿真和優(yōu)化，通過調(diào)試，最終使得功率因數(shù)值PF達(dá)到了99.7％以上，總諧波畸變率THD下降到了5%以下。
　　針對單周期控制策略的特點，設(shè)計了適合于DSP/ARM控制的數(shù)字化PI模塊和數(shù)字化采樣模塊，摒棄了傳統(tǒng)的前后臺嵌入式系統(tǒng)，基于uC/OSII實時操作系統(tǒng)設(shè)計了多任務(wù)調(diào)度策略，并