基于UC3854A控制的PFC中分岔現(xiàn)象仿真研究

　　3 影響系統(tǒng)分岔因素分析

　　由前面圖3的仿真結(jié)果可以看出，隨著輸出電容C0的減小及負載電阻RL的增大，電壓環(huán)輸出vvea會在部分時間內(nèi)小于1．5 V，從而導致系統(tǒng)會在飽和與非飽和狀態(tài)間不斷切換，成為一個分段的非線性系統(tǒng)。而飽和會引起倍周期分岔、混沌等傳統(tǒng)非線性現(xiàn)象，使系統(tǒng)變得不穩(wěn)定。

　　然而系統(tǒng)發(fā)生分岔現(xiàn)象并不都是因為系統(tǒng)碰到了飽和邊界。如圖3(d)的分岔圖所示，在RL=350Ω附近，系統(tǒng)就由周期1變?yōu)橹芷?，發(fā)生了分岔。這種分岔屬于傳統(tǒng)的倍周期分岔，并不是因系統(tǒng)碰到飽和邊界而引起，如取RL=400 Ω，C0=100μF時進行仿真，得vvea和V0的相圖如圖4所示，相圖是兩個橢圓，系統(tǒng)雖然運行在周期2，但vvea一直大于1．5 V，系統(tǒng)并未碰到飽和邊界。所以，在分析影響系統(tǒng)分岔現(xiàn)象時，需根據(jù)系統(tǒng)是否碰到飽和邊界而分兩種情況進行分析。

圖4 系統(tǒng)未碰飽和邊界而發(fā)生分岔時的vvea和V0的相圖

　　1)電壓環(huán)輸出電壓vvea小于1．5 V依據(jù)UC3854A芯片設(shè)計特性，當電壓環(huán)輸出電壓Vvea小于1．5 V時，系統(tǒng)碰到了飽和邊界，運行時會

　　在飽和與非飽和狀態(tài)間不斷切換，這種在飽和與非飽和狀態(tài)間不斷切換會導致系統(tǒng)發(fā)生分岔。影響vvea小于1．5的因素同樣可能會影響系統(tǒng)分岔的產(chǎn)生，對這些因素的詳細分析見文獻。

　　從圖3(d)的分岔圖及圖4中vvea與V0的狀態(tài)相圖可以看出，電壓環(huán)輸出電壓vvea的值恒大于1．5 V，即系統(tǒng)在并沒有碰到飽和邊界的情況下也會發(fā)生分岔。這說明，在該PFC變換器中，使系統(tǒng)產(chǎn)生分岔現(xiàn)象的影響因素僅僅考慮影響vvea小于1．5的因素還不充分，需對其他因素進行分析。下面僅對未影響vvea小于1．5但影響系統(tǒng)產(chǎn)生分岔的因素進行分析。

　　2)電壓環(huán)輸出電壓vvea大于1．5 V經(jīng)仿真研究表明，PFC變換器出現(xiàn)倍周期分岔現(xiàn)象與PFC變換器的輸入電壓幅值Vm變化有關(guān)。圖5(a)所示為取Vin=80 V，其他參數(shù)不變與圖3(d)相同的情況下，以負載電阻RL為分岔參數(shù)進行仿真得到的分岔圖，可見，輸入電壓幅值Vin減小，系統(tǒng)由周期1到周期2的分岔點由RL=350 Ω變?yōu)镽L=600 Ω附近。

　　圖5(b)為系統(tǒng)其他參數(shù)不變，取C0=100μF，RL=350 Ω時，以輸入電壓幅值Vin為分岔參數(shù)進行仿真得到的分岔圖，隨著Vin的增大，系統(tǒng)發(fā)生了分岔。可見，輸入整流電壓的幅值對系統(tǒng)分岔現(xiàn)象有明顯的影響。

圖5 輸入電壓幅值對系統(tǒng)分岔現(xiàn)象影響

　　4 結(jié)束語

　　本文通過對以UC3854A為核心組成的Boost PFC變換器的仿真，得到了系統(tǒng)在不同狀態(tài)下運行的狀態(tài)相圖及分岔圖，仿真結(jié)果表明，在該變換器為電壓環(huán)輸出電壓未碰到飽和邊界情況下，系統(tǒng)也會進入分岔狀態(tài)。通過分析影響系統(tǒng)分岔因素可得，除了影響系統(tǒng)進入飽和狀態(tài)的因素外，改變輸入整流電壓的幅值對系統(tǒng)分岔現(xiàn)象有明顯的影響。由于條件有限，本文只是從仿真方面分析，并沒有從硬件實驗方面對系統(tǒng)進行驗證，所以參數(shù)變化對系統(tǒng)進入分岔現(xiàn)象的影響還有待進一步驗證分析。