APFC先进控制策略发展动态「精编推荐]

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1、APFC先进控制策略发展动态冉华军杨富文(福州大学电气工程与口动化学院，福建福州350002)(E-mai:huajunran@163.com)摘要：近十儿年來，有源功率因数校正技术涌现出很多先进控制算法，主要有单周控制、滑模变结构控制、空间欠量调制、无差拍控制、占空比控制、预测电流控制、极点配置控制、lyapunov控制等，木文综合分析了APFC先进控制策略发展动态。关键词：APFC,单周控制，滑模变结构，lyapunov控制，空间矢量调制，无差拍控制，占空比控制，预测电流控制，极点配置控制Devel

2、opingdynamicofadvancedcontrolstrategiesforAPFCAbstract:Inrecentdecades,considerablenovelcontrolstnitegiesforactivepowerfactorcorrectiontechnologyarewellingup,whichmainlyincludeOne-cyclecontrol,Variablestructuresliding-modecontrol,Spacevectormodulation,De

3、adbeatcontrol,Dutycyclecontrol,Predictivecurrentcontrol,Pole-placementcontrol,lyapunov-basedcontrol,etc.Basedoncomprehensiveanalysisontheseadvancedschemes,thcdynamicsofcontrolarithmeticforAPFCispresentedinthispaper.Keywords:APFC,One-cyclecontrol,Variable

4、structureslidingmodecontrolJyapunov-basedcontrol,spacevectormodulation^deadbeatcontrol,dutycyclecontrol,predictivecurrentcontrol,poleplacementcontrol1、引言有源功率因数校正(ActivePowerFactorCorrection)电路在提高电力电子装置网侧功率因数、降低电网谐波方面起着很重要的作用。随着PFC应用技术的普及，PFC主电路拓扑日渐成熟，现有A

5、PFC技术的各种控制策略均各有优缺点，在该领域诡有很多问题亟待解决，关于PFC系统的控制策略研究目前仍然十分活跃；近十儿年来，很多新颖的先进控制算法不断涌现，随着微处理器性能的不断提高，电力电子装置控制系统逐渐由模拟型向数字型发展，高速数字信号处理器(DSP)的应川使复杂的新型控制策略成为可能。2、PFC整流器新型控制策略分析2.1单周期控制(One-cyclecontrol)(也称积分复位控制)111-131开关变换器是脉冲的非线性系统，这种系统在合适的脉冲控制下，具有快速的动态响应特点，它与线性反馈

6、控制相比，受输入电源波动的影响小，但是，目前大多数控制方法仍然是先把模型方程线性化，再利用一个线性反馈回路实现控制。一般的反馈电压控制是通过改变控制脉冲的占•空比来实现，当输入电源电压波动时，占空比不会马上随Z改变，而是首先改变输出信号，然后才是占空比，对应的占空比变化才能使输出信号向稳定方向发展，这个过程要重复很多次，即耍经过很多很多个开关周期后系统才能达到稳定。目而大多数整流器采用平均电流控制來达到功率因数校正的目的，但平均电流控制屮需要检测输入电压、电感电流、输出电压，并且需要乘法器来实现，使得系

7、统控制复杂，投资成木增加。鉴于此，美国学者KeyueMSmedley提出了一种新型控制算法——单周期控制。单周期控制是一•种不需要乘法器和输入电压传感器能实现电阻仿真器(risistoremulator)目标的新颖非线性控制技术，该控制方法的突出特点是：同时具有调制和控制的双重性。单周控制利用CCM模式下APFC的准稳态工作特性简化控制电路，通过复位开关、积分器、触发电路、比较器达到跟踪指令信号的冃的，无论是稳态还是暂态，它都保持受控量(通常为斩波波形)在一个开关周期内的平均值恰好等于或正比于给定值，即

8、能在一个开关周期内有效地抵制电源侧的扰动，消除了稳态、暂态误差。将单周控制基本原理应用于各种电流控制上，就对以得到电荷控制⑷、准电荷控制⑸、非线性载波控制(nonlinearcaniercontrolorquasi-steady-stateapproach)⑹[7,181[9]和输入电流整形技术[⑼等功率因数校正技术的新型控制技术。从形式上看，电荷控制是电流型的单周控制，其控制思想为：控制开关的电流量，使Z在一个周期内达到期望值。准电荷控制