一種PFC變換器輸入電壓前饋控制方法
加入技術(shù)交流群
圖4是Boost PFC變換器的穩(wěn)態(tài)輸入電流、輸入電壓和輸出電壓波形，可以看出輸入電流Iin波形準(zhǔn)確地跟蹤了輸入電壓Uin波形，從而實(shí)現(xiàn)了功率因數(shù)校正功能。圖5分別為傳統(tǒng)的輸入電壓前饋控制變換器和本文提出的新型輸入電壓前饋控制變換器在1s時(shí)輸入電壓由220V突變到110V時(shí)的仿真波形。由(a)圖可以看出在兩種方案下變換器均維持較高的功率因數(shù)，由(b)圖可以看出傳統(tǒng)控制變換器回到穩(wěn)態(tài)的時(shí)間為0.6s，而本新型控制變換器回到穩(wěn)態(tài)的時(shí)間為0.2s，且輸出電壓的波動(dòng)范圍由傳統(tǒng)控制的265V~498V變?yōu)楸拘滦涂刂频?48~402V，極大地提高了變換器對輸入電壓的響應(yīng)速度，且減小了后級變換器的設(shè)計(jì)難度。
圖4 Boost PFC變換器穩(wěn)態(tài)輸入電壓、輸入電流和輸出電壓波形
圖5 輸入電壓突變時(shí)不同輸入電壓前饋方案下的變換器輸入電壓，輸入電流及輸出電壓波形：(a)傳統(tǒng)控制與本新型控制下的輸入電壓、輸入電流仿真波形; (b) 傳統(tǒng)控制與本新型控制下的輸出電壓仿真波形
5 結(jié)論
本文提出的輸入電壓前饋控制算法，減少了DSP工作量，得到了相對于傳統(tǒng)平均電流控制更高的輸入電壓響應(yīng)速度。針對功率因數(shù)校正(PFC)變換器普遍存在輸入電壓過零點(diǎn)附近發(fā)生輸入電流畸變的問題，本文提出了一種改善PFC變換器輸入電流畸變的控制方法。通過在輸入電壓的過零時(shí)刻對輸入電流值進(jìn)行檢測，實(shí)時(shí)修正基準(zhǔn)正弦電流的初相角以減弱輸入電流畸變現(xiàn)象。仿真結(jié)果表明，該控制方案不僅提高了變換器對輸入電壓的響應(yīng)速度，而且改善了輸入電流的畸變，有效地消除了工作于CCM模式的變換器在過零點(diǎn)附近出現(xiàn)的DCM工作模式。
參考文獻(xiàn)
[1] 周志敏, 周紀(jì)海, 紀(jì)愛華. 開關(guān)電源功率因數(shù)校正電路設(shè)計(jì)與應(yīng)用[M]. 北京: 人民郵電出版社, 2004.
[2] 昌建軍, 李春燕, 陳新. Boost 型功率因數(shù)校正變換器的數(shù)字控制研究[J]. 通信電源技術(shù), 2005, 22 (3): 1-5.
[3] 王躍林, 申群太. 基于DSP數(shù)字控制的Boost-PFC系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 通信電源技術(shù), 2007,24 (6): 73-75
[4] Shamim Choudhury. Average Current Mode Controlled Power Factor Correction Converter
TMS320LF2407A. Texas Instruments Application Report, SPRA902, 2003.
[5] P.Todd. UC3854 Controlled Power Factor Correction Circuit Design [C]. Unitrode
Application note, U-134
[6] J.P.Noon, D.Dalal. Practical Design Issues for PFC Circuits [C]. Proc. IEEE APEC, 1997, 51-58.
[7] Yang Jin. Digital Control for SinglePhase Power Factor Correction Based on DSP, 2007,
11: 19-25
[8] 曲小惠, 阮新波. 單相PFC變換器輸入電流過零畸變的改善方法[J]. 電氣技術(shù), 2006, 03: 33-39
[9] D.M.Van de Sype, K.D.Gusseme, A.P.Van den Bossche, J.A.Melkebeek. Duty-Ratio Feedforward for Digitally
Controlled Boost PFC Converters [C]. Proc. IEEE APEC, 2003,396-402.
[10] J.Sun. On the ZeroCrossing Distortion in Single Phase PFC Converters [J]. IEEE Trans.
Power Electron, 2004, 19(11): 685-692 ■
評論