基于DSP的單相APFC的研究與設(shè)計.pdf

1、減小電力電子裝置尤其是傳統(tǒng)的AC/DC整流器對電網(wǎng)的諧波污染，提高裝置的功率因數(shù)，日益受到國內(nèi)外學(xué)者的密切關(guān)注。伴隨著數(shù)字控制技術(shù)的不斷發(fā)展，越來越多的功率因數(shù)校正(PFC)控制策略通過數(shù)字信號處理器(DSP)得以實現(xiàn)。數(shù)字化控制電源已成為當今開關(guān)電源產(chǎn)品設(shè)計的潮流。
　　數(shù)字控制有如下優(yōu)點：簡化硬件電路，克服了模擬電路中參數(shù)溫度漂移的問題，控制靈活且易實現(xiàn)先進控制等，使得所設(shè)計的電源產(chǎn)品不僅性能可靠，且易于大批量生產(chǎn)，從而降低了

2、開發(fā)周期。
　　本文主要介紹了基于DSP數(shù)字控制的有源功率因數(shù)校正(APFC)的開關(guān)電源的總體設(shè)計方案。論文綜述了PFC的控制方式和數(shù)字控制的特點，對PFC數(shù)字控制領(lǐng)域各種已有的控制算法和采樣算法進行了總結(jié)，并分析其各自的優(yōu)點與不足。在平均電流模式控制的有源功率因數(shù)校正技術(shù)的基礎(chǔ)上，設(shè)計了基于DSP數(shù)字控制單相功率因數(shù)校正器，用數(shù)字電路代替?zhèn)鹘y(tǒng)的模擬電路來實現(xiàn)對整個回路的控制。采用雙環(huán)控制的策略，內(nèi)環(huán)通過瞬時值控制獲得快速的動態(tài)性

3、能，保證輸出畸變率較低，外環(huán)使用輸出電壓的瞬時值控制，具有較高的輸出精度。而且對PFC電路的工作原理進行了系統(tǒng)的分析，對電路的小信號數(shù)學(xué)模型進行了研究，建立了系統(tǒng)的簡化平均小信號數(shù)學(xué)模型給出了雙環(huán)控制設(shè)計的詳細過程。
　　在理論分析的基礎(chǔ)上，本文選擇了TMS320F2812控制芯片進行DSP控制,我們在其CCS軟件環(huán)境下編寫程序。DSP控制軟件由主程序和一個中斷服務(wù)子程序構(gòu)成，包含初始化模塊、PI算法模塊、軟啟動算法模塊、采樣算法

4、模塊等幾個可以實現(xiàn)獨立功能的模塊，這些功能模塊通過程序主體的控制連接，實現(xiàn)了一個完整的系統(tǒng)。這種軟件系統(tǒng)不僅使程序簡潔、易讀，而且更便于系統(tǒng)的管理與升級。在編程上，采用C語言和匯編語言的混合編程方法來實現(xiàn)程序，以達到最佳地利用DSP芯片軟硬件資源的目的。
　　通過仿真和實驗分析，本文設(shè)計的基于DSP的單相APFC的開關(guān)電源的功率因數(shù)超過了0.95，符合預(yù)期目標，證明了理論的正確性。最后，對論文進行總結(jié)，并指出該課題今后的研究方向。