基于UC3854A控制的PFC中分岔現(xiàn)象仿真研究

　　4）電流控制器反饋回路電容Cp、Cz端電壓的狀態(tài)方程

　　5）電流控制器的輸出電壓

　　Vcea與鋸齒波信號(hào)相比較，產(chǎn)生PWM控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)Boost PFC變換器的控制，鋸齒波信號(hào)為

　　其中VL和VU分別為鋸齒波信號(hào)最低電位和最高電位，Ts為載波周期，當(dāng)vcea>vramp時(shí)，開(kāi)關(guān)Q導(dǎo)通，否則關(guān)斷。

　　2 PFC變換器的仿真分析

　　依據(jù)式(1)～式(7)，得Boost PFC變換器的Matlab仿真模型如圖2所示。取Vin=100V，Tl=0．02 s，Ts=0．00001 s，Vref=3 V，L=1 mH，Rs=0．22，其他控制參數(shù)可以參考UC3854A的技術(shù)指標(biāo)。通過(guò)改變輸出電容C0及負(fù)載電阻RL的大小，即可得Boost PFC變換器運(yùn)行在不同狀態(tài)下的相圖及分岔圖。

圖2 基于平均電流控制的Boost PFC變換器仿真模型

　　1)當(dāng)RL=550Ω，C0=400 μF時(shí)，電壓環(huán)輸出電壓vvea與輸出電壓V0的相圖如圖3(a)所示，系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行于周期1，此時(shí)vvea一直大于1．5 V，系統(tǒng)未碰到飽和邊界。

　　2)當(dāng)RL=1 200 Ω，C0=100 μF時(shí)，系統(tǒng)仍運(yùn)行在周期2，但vvea在部分時(shí)間內(nèi)小于1．5 V，由文獻(xiàn)分析，這時(shí)乘法器的輸出iref=0 A，從而導(dǎo)致整流輸入電流iL一段時(shí)間內(nèi)處于飽和邊界0 A，最終系統(tǒng)會(huì)在飽和與非飽和狀態(tài)間不斷切換，所以圖3(b)所示的相圖已不再是一個(gè)橢圓。

　　3)當(dāng)RL=4000 Ω，C0=65μF時(shí)，由圖3(c)可見(jiàn)vvea同樣在部分時(shí)間內(nèi)小于1．5 V，系統(tǒng)在飽和與非飽和狀態(tài)間進(jìn)行不斷切換，相圖中vvea和V0的軌道稠密但不重合，系統(tǒng)運(yùn)行在混沌狀態(tài)。

　　圖3(d)為當(dāng)C0=100 μF時(shí)，以負(fù)載電阻RL為分岔參數(shù)進(jìn)行仿真得到的分岔圖，從中顯然可以觀察到系統(tǒng)狀態(tài)隨參數(shù)變化從周期1到周期2、周期4、……、混沌的過(guò)程，分岔點(diǎn)是系統(tǒng)從正常運(yùn)行與否的邊界。因此分析影響系統(tǒng)分岔的因素對(duì)分析系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)是十分有必要的。

圖3 PFC變換器中vvea和V0的狀態(tài)相圖及負(fù)載電阻RL的分岔圖