基于离散时间模型的隔离Cuk PFC控制.pdf

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1、第49卷第5期电力电子技术Vo1．49，No．52015年5月PowerElectronicsMav2015基于离散时间模型的隔离CukPFC控制张世敏，佃松宜，文雪峰(四川大学，电气信息学院自动化系，四川成都610065)摘要：以隔离Cuk功率因数校正(PFC)变换器为研究对象，提出了一种基于离散时间模型的输入电流数字控制器设计方法。针对隔离CukPFC变换器建立了一种新型的简化离散时间模型，通过取其近似获得近似简化离散时间模型，然后基于模型推导了输入电流数字控制律，结合基于PI调节器的电压环控制器构成数字双环有源PFC(APFC)控制器。通过仿真验证了隔离Cu

2、kPFC变换器近似简化离散时间模型的准确性和输入电流控制器设计的合理性，搭建了1．6kW隔离CukPFC变换器硬件系统实验平台，在半载至满载范围内获得了接近单位功率因数和输入电流总谐波畸变率(THD)低于5％的功率因数校正效果。关键词：变换器；功率因数校正；状态空间平均；离散时间建模中图分类号：TM46文献标识码：A文章编号：1000-toox(2015)05—0084—03ControlBasedonDiscrete．timeModelforIsolatedCukPowerFactorCorrectiOnZHANGShi—min，DIANSong—yi，WENX

3、ue—feng(SichuanUnivers炒，Chengdu610065，China)Abstract：ChoosingtheisolatedCukpowerfactorcorrection(PFC)converterastheresearchobject，thisplaceproposesadi~tMcontrollerdesignmethodwithrespecttoinputcurrentbasedondiscrete—timemode1．Anovelsimplifieddis—crete-timemodelforisolatedCukPFCconvert

4、erisbuilt，andbytakingthefirstorderapproximationobtained印·proximatesimplifieddiscrete—timemode1．Thentheinputcurrentdistalcontrollerisderivedbasedonthemode1．Corn-bininginputcurrentcontrolwithvohageloopcontrolbasedOnPIcontroller，digitaldoubleloopactivePFCcontrolstructureisconstructed．Sim

5、ul~ionisperformedtoverifytheaccuracyofapproximatesimplifieddiscrete-timemodelandtherationalityoftheinputcurentcontroller．Theexperimentalplatformof1．6kWisolatedCukPFCconverterhardwaresystemisdeveloped，andclose—to-unitpowerfactorandpowerfactorcorectionoftheinputcurenttotalharmonicdistor

6、tion(THD)lowerthan5％ontlleloadrangingfromhalftofullisobtained．Keywords：converter；powerfactorcorrection；state—spaceaverage；discrete—timemodel1引言隔离CukPFC变换器有输入、输出电流纹波小，输入、输出实现电气隔离的优点[51，近年来在APFC的控制策略包括模拟控制和数字控制【1j。多个领域得到广泛应用。此处以隔离CukPFC变相比于模拟控制。数字控制具有抗干扰性强，可靠换器为研究对象，建立其简化离散时间模型，对模性高等优点【

7、。目前对开关变换器数字控制器的设型求取近似，并基于近似模型设计APFC数字控计方法大多通过建立传统的状态空间平均模型，制器。通过仿真验证近似简化离散时间模型的准然后基于连续时间下的线性控制策略设计控制确性和APFC控制算法的合理性。并搭建1．6kW器，最后将其离散化数字实现，而直接进行APFC隔离CukPFC变换器电路，进行APFC实验验证。数字控制器设计的研究尚不多见[3]。精确离散时间模型主要用于开关变换器的非线性动力学行为2隔离CukPFC变换器离散时间建模分析，在数字控制设计时较复杂。文献[4】提出一AC／DC隔离CukPFC变换器电路见图1。种针对Boo

8、st变换器