单相pfc数字控制器的研究

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1、摘要将220V交流电整流为直流电，是电力电子技术应用中最基本的整流方案。但它会使输入电流产生畸变，造成谐波污染，降低输入端功率因数。随着IEC一1000-3～2和EN61000-3—2等国际标准的颁布和强制执行，用于解决谐波污染的功率因数校正(PowerFactorCorrection,简称PFC)技术已成为电力电子领域的一个研究热点。随着数字控制芯片与数字控制技术的不断发展，越来越多的控制策略通过数字信号处理器(DSP)得以实现。数字化控制电源已成为当今电源产品设计的潮流。论文在平均电流模式控制的基础上，设计了一个

2、主电路采用Boost变换器拓扑结构的单相PFC数字控制器。用数字电路代替传统的模拟电路来实现对整个回路的控制，最终使得本文所设计的具有功率因数校正能力的整流器具有输入功率因数接近于1、低电流谐波的特性。论文的控制策略采用电流环和电压环双闭环控制结构，控制算法采用PI算法。论文首先介绍了PFC数字控制原理，然后对系统的小信号模型进行了研究，建立了系统的小信号模型。在建立的小信号模型的基础上，具体给出了双闭环系统中PI调节器的设计方法，并通过仿真验证了设计的正确性和实验的可行性。最后介绍了控制系统主要的硬件设计、软件设计

3、以及程序流程图，设计完成了一个单相PFC数字控制实验装置，并通过实验获得了较好的实验波形。此外，论文还对电流和电压的采样算法进行了研究。实验结果证实了理论分析的正确性和控制方案的可行性，取得了预期的效果。关键词；功率因数校正；数字控制；小信号模型；PI调节器：至!：些銮兰!；耋璧±耋竺尘三ABSTRACTCommutatmg220VACtoDCisthemostbasicapplicationoftherectifier弘q弘alnsinpowerelectronicstechnology．However,itres

4、ultsjninputct删distortionandinputpowerfactorgreatlydecrease．WithpromulgationandactualizationofIEC-1000·3-2andEN61000-3-2etc．imernatiotmMstandards，PowerFactorcorrection(PFOtechniquebecon麓ahutspotofresearchinpowerelectronicsfield．Withthedevelopmentofdigitalcomrolc

5、hipanddjgitalcornroltechnology，nⅪrcandmorealgorithmscallbeimplemmedinpowerelectronicsbythedigitalsignalprocessor《DSP)．Nowadaysitispop川artou辩digitalcor心olinpowersupplydesign．Basedontheaveragecurrentmode,thedissertationintroducethedesignandimplementationofadigita

6、lcontrolledsingle-phasePFCcontrollerbasedOnthemaincircuitusedBoostconvertertopology．Thecontrol-loopcircuitisrealiz硝usingd塘italcontrol，andultimatelymaketherectifierwithpowerfactorcorrectiontoincreasepowerfactorandreducectmentharmonics．Thedoublecloscloopframework

7、isappfiedinthePFCcontrolcircuitandthePIalgorithmisadopted嬲system'scontrolalI酗她DissertationfirstmCoducedthePFCdigitalcontroltheory,thenresearchedthesystem'ssmall-signalmodelandestablishedthesystem'ssmall-signalmodel．Onthebasisoftheestablishmentofthesmall-signalm

8、odelitspecificgivesthedesignofPIregulatorforthedouble-loopsystem,andsimulationresultsshowthecorrectnessofthedesignandthefeasibilityoftheexpe,iment．1抵thehardwared嚣珈andsoflwam