apfc 输出电压调节的数字控制策略

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1、APFC输出电压调节的数字控制策略张胜宇张亦慧（深圳职业技术学院电子通讯工程系518055）摘要：本文在功率因数校正电路（APFC）基础上，巧妙利用单片机控制数字电位器实现了对电压反馈网络的调节，从而实现输出电压在一定范围内的自适应控制。此策略不仅可以降低对电网污染而且实现了输出电压的可控，可以应用在母线电压调节以及输出功率控制等方面。关键词：APFC；电压控制；数字电位器中图分类号：TG456.9文献标识码：ATheoutputvoltagedigitalcontrolstrategyofAPFCZhangShengyuZhangYihu

2、i(ShenzhenPolytechnic,DepartmentofElectronicandCommunicationsEngineering,Shenzhen518055,China)Abstract:ThispaperrealizesadjustmentofvoltagefeedbacknetbyMCUcontrollingdigitaladjustableresistanceonthebaseofAPFC,andalsoachievesautocontrolofoutputvoltage.Thispolicycannotonlyre

3、ducethepollutionofpowernet,butalsorealizeautocontrolofoutputvoltage.Itcanapplyinadjustmentofvoltageofgeneratrixandautocontrolofoutputpower,etc.KeyWorld:APFC;voltagecontrol;digitaladjustableresistance引言由于各种原因的影响，电网中存在着电流谐波，由于电网阻抗的存在，谐波电流流过电网阻抗，会使负载端电压波形也出现畸变。此时系统的功率因数小于1，这样

4、会给电网带来“污染”同时也会影响电源的输出电压和系统的正常工作。因此需要设计特殊电路来对谐波进行抑制，PFC电路就是其中之一。PFC输出的电压一般是恒定的，但是在有些场合些要对输出电压进行调节，比如利用调节母线电压来控制逆变器输出的电压；利用调节输出电压来控制输出功率等等。因此对PFC输出电压的控制策略的研究具有一定的实际意义。PFC技术介绍PFC（PowerFactorCorrection）就是对电流脉冲的高度进行抑制，使电流波形尽量接近正弦波。PFC根据采用的具体方法不同可以分为无源功率因数校正和有源功率因数校正两种。无源功率因数校正技

5、术是通过在二极管整流电路中加入电感、电容等无源器件和二极管，对电路中的电流脉冲进行抑制，以降低电流谐波含量，提高功率因数。图1是一种典型的无源功率因数校正电路。这种方法的优点是简单、可靠、无需进行控制，而缺点是增加的无源元件一般体积很大，成本较高，并且功率因数通常仅能校正到0.95左右，而谐波含量仅能降低30%左右，难以满足现行谐波标准的限制。图1无源功率因数校正电路有源功率因数校正（APFC）技术采用全控开关器件构成的开关电路对输入电流的波形进行控制，使之成为与电源电压相同的正弦波，总谐波含量可以降低至5%以下，而功率因数能高达0.995

6、，从而彻底解决整流电路的谐波污染和功率因数低的问题。然而有源功率因数校正技术也存在一些问题，如电路和控制较为复杂，开关器件的高速开关造成电路中的开关损耗大，效率略低于无源功率因数校正技术等。但是由于采用有源功率因数校正技术可以非常有效的降低谐波含量、提高功率因数，从而满足现行最严格的谐波标准，因此其应用越来越广泛。单项的有源功率因数校正电路较为简单，仅有一个全控器件，采用DC-DC变换器。该电路容易实现，可靠性也较高，因此应用非常广泛，基本上已经形成标准电路形式，而三相有源功率因数校正电路结构和控制较复杂，成本也很高，因此目前三相输入的开关

7、电源通常还采用无源功率因数校正技术。开关电源中常用的单相APFC电路如图2所示。图2单相APFC电路及主要波形APFC电路电压控制方案APFC电路利用电阻分压组成的电压反馈网络可以输出恒定的电压。根据这一点本文巧妙地利用APFC电压反馈网络来进行电压控制，即通过改变电阻分压网络的电阻R2来调节输出电压。R2发生变化使得电压反馈信号随之变化，电压比较器与电压给定进行比较，比较输出的误差控制PWM发生装置，从而调解驱动信号的脉宽，使得输出电压在一定范围内进行现行的调解。通过这种发式就可以调节逆变器的输入电压，当负载增大的时候，输出电流瞬时减小，

8、功率随之减小，此时调节R2使电压上升，那么输出电流也随之上升，直至电压与电流乘积（即输出功率）与给定的参考一致，从而实现了输出功率的调节。单一的调节R2会造成危险隐患，例如若R2