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基于單周期控制的高功率因數(shù)整流器仿真

作者: 時(shí)間:2010-09-01 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
為對(duì)單周期控制技術(shù)進(jìn)行說(shuō)明,現(xiàn)以單周期控制降壓變換器為例進(jìn)行說(shuō)明。圖2中,電路工作時(shí),由控制器以恒定頻率產(chǎn)生開(kāi)通脈沖開(kāi)通開(kāi)關(guān)S,二極管VD的電壓VS經(jīng)積分器后輸出電壓Vinf,當(dāng)Vinf達(dá)到給定電壓Vref時(shí)比較器輸出翻轉(zhuǎn),控制器發(fā)出關(guān)斷信號(hào)關(guān)斷開(kāi)關(guān)S;與此同時(shí),控制器發(fā)出的復(fù)位信號(hào)使實(shí)時(shí)積分器復(fù)位至零,為下一周期做好準(zhǔn)備??梢钥闯?,降壓變換器的輸出電壓是二極管電壓的平均值,即被開(kāi)關(guān)周期斷開(kāi)的二極管電壓波形曲線下的面積:

如果給定信號(hào)Vref為常數(shù),二極管的平均電壓VS就為常數(shù),從而輸出電壓就為常數(shù)。積分值連續(xù)的與恒定的控制參考量相比較,如果輸入電壓變高,積分值能很快達(dá)到控制參考量,占空比隨之變??;若輸入電壓降低,則占空比將變大。如果控制參考量是變化的,那么在一個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi),二極管電壓的平均值等于變化的控制參考量,輸出電壓等于控制參考量??刂茀⒖剂吭诿總€(gè)階躍期間內(nèi)改變它的值,二極管電壓的積分值會(huì)立即跟蹤控制參考量,對(duì)于這個(gè)控制原理,占空比d由式(2)確定。

可見(jiàn),占空比d是輸入電壓Vg和給定電壓Vref的非線性函數(shù)。因此這種控制方式屬非線性控制。由于這種非線性控制,使得VS的電壓平均值在每一開(kāi)關(guān)周期內(nèi)都與Vref完全相同,并且與輸入電壓Vg無(wú)關(guān)。這樣,輸出電壓V0便是給定電壓Vref的線性函數(shù):

2.2 單周期控制在PFC整流器中的應(yīng)用
單周期控制是一種不需要乘法器的新穎控制方法,將整個(gè)周期每隔60°進(jìn)行劃分,共分為6個(gè)區(qū)間。依據(jù)PWM控制技術(shù)的工作原理,三相整流器可以在每個(gè)60°區(qū)間內(nèi)只控制2個(gè)開(kāi)關(guān)的通斷實(shí)現(xiàn)單位功率因數(shù)。電路等效成2個(gè)單相Boost電路并聯(lián),可以用單相PFC的控制技術(shù)對(duì)電路進(jìn)行控制?,F(xiàn)以固定開(kāi)關(guān)頻率的單相Boost型PFC為例,來(lái)論述單周期控制技術(shù)在高功率岡數(shù)整流器中的應(yīng)用。

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/162873.htm


圖3所示為單周期控制的PFC整流器,省去了線電壓檢測(cè)器和乘法器,是一種比較簡(jiǎn)單的電流控制模式,電流檢測(cè)電路與傳統(tǒng)的乘法器控制方式中所使用電流檢測(cè)電路不同。檢測(cè)電流為電感電流的Boost功率因數(shù)校正器,電流檢測(cè)采用電感回路串聯(lián)一只精密無(wú)感電阻RS實(shí)現(xiàn)。RS可位于流經(jīng)電感電流的任意位置。通常,將RS設(shè)置在直流側(cè),這樣檢測(cè)電路就比較簡(jiǎn)單,且不需要進(jìn)行隔離。
設(shè)定脈沖信號(hào)由Q端取出作為觸發(fā)信號(hào),采用下降沿調(diào)制時(shí)的控制規(guī)律為:

在Boost變換器中,假設(shè)輸入阻抗為理想電阻,則輸入電流的平均值等于電感電流的平均值,即:

式中,Re為等效輸入阻抗,vg為輸入電壓。



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