一種功率因數(shù)校正(PFC)變換器數(shù)字控制方法的研究.pdf

1、基于開關(guān)電源的功率因數(shù)校正(PFC)變換器在提高電網(wǎng)到電力電子設(shè)備的能量轉(zhuǎn)換效率和減少電力電子設(shè)備諧波電流對電網(wǎng)的危害方面有著重要的作用。數(shù)字控制方法使數(shù)字電源產(chǎn)品的設(shè)計更簡單，體積更小，具有比模擬控制更高的性能，但是目前數(shù)字PFC的控制方法都是直接轉(zhuǎn)換模擬PFC的控制方法而來，事實上，對于模擬電路適用的控制方法，套用在數(shù)字電路中，會出現(xiàn)模擬電路中沒有的延時和數(shù)字運算復(fù)雜度等需要考慮的問題。
　　本文提出一種PFC變換器的數(shù)字控制

2、方法，直接從數(shù)字電路的設(shè)計角度出發(fā)，電路實現(xiàn)簡單。該方法首先推導(dǎo)出占空比計算公式，基于占空比計算公式，通過合理設(shè)置輸入基準(zhǔn)電流，有效替代了傳統(tǒng)平均電流控制方法中的電流內(nèi)環(huán)PID補(bǔ)償，減小了數(shù)字運算復(fù)雜度。
　　由于PFC變換器的輸入信號是隨時間變化的交流線電壓，本文還介紹了準(zhǔn)靜態(tài)近似的方法。本文分析了PFC變換器的輸出電壓紋波及其對電壓外環(huán)的影響，在平均開關(guān)網(wǎng)絡(luò)模型法的基礎(chǔ)上，本文提出了適合PFC變換器電壓外環(huán)補(bǔ)償設(shè)計的電壓外環(huán)小

3、信號交流動態(tài)模型。在進(jìn)行電壓外環(huán)數(shù)字補(bǔ)償設(shè)計時，分析了適合DC-DC變換器數(shù)字補(bǔ)償設(shè)計方法在PFC變換器的應(yīng)用中出現(xiàn)的問題和原因，提出了一種基于功率平衡的更簡單的數(shù)字補(bǔ)償設(shè)計方法。實驗仿真結(jié)果驗證了該PFC占空比數(shù)字控制方法的可行性，在穩(wěn)態(tài)仿真中，輸入線電壓分別為220Vrms、180Vrms和265Vrms時，和在瞬態(tài)響應(yīng)仿真中，負(fù)載從1.25A跳變至0.75A、負(fù)載從0.75A跳變至1.25A、輸入線電壓從220Vrms跳變至180