新型控制策略的数字有源功率因数校正的实现.pdf

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1、第44卷第2期电力电子技术Vo1．44，No．22010年2月PowetElectronicsFebruary，2010新型控制策略的数字有源功率因数校正的实现田书欣，钟莉娟，杨喜军，马少才(上海交通大学，上海200240)摘要：单相有源功率因数校正(APFC)技术呈现出由模拟控制向数字控制的发展趋势，使高性能、大功率输出和进一步降低成本成为可能。根据单相APFC输入电压与输出电压的关系，推导出一种功率开关占空比的直接确定方法。该方法无需检测输入电压，在对采用该方法的单相APFC进行全面仿真后，采用TMS320F2801型DSP为核心的控制器完成了实验研究，最小输入电流甚至低于0

2、．5A，最大输入电流接近40A，证明该方法具有概念清晰、校正效果好、无需输入电压检测、支持更小和更高功率范围等优点，非常适合数字化实现。关键词：功率因数校正：占空比：输入电压检测中图分类号：TM714．3文献标识码：A文章编号：1000—100X(2010)02—0056—02ImplementationofaNovelDigitalActivePowerFactorCorrectionwithNewControlPrincipleTIANShu．xin，ZHONGLi-juan，YANGXi-jun，MAShao—cai(ShanghaiJiaotongUniversity，S

3、hanghai200240，China)Abstract：Single—phaseactivepowerfactorcorrection(APFC)techniquesshowthedevelopmenttrendofthetransitionfromanalogcontroltodigitalcontro1．ItisachancethatthePFCreducescostsfurtherwithhigh·performanceandhigh·powerout-put．Accordingtotherelationshipbetweeninputvoltageandoutputvo

4、ltageofAPFC，themethodfordeterminingthedutycy—cleofpowerswitchcanbegivendirectly．Thismethodisusedwithinputvoltagenon—detection．AftersimulatingAPFC，expe~imentsarecompletedbycontrollerformedDSPTMS320F2801．Thevalueofminimuminputcurentisevenlowerthan0．5Aandthemaximuminputcurrenthasavalueofnearly40

5、A．Theresultsverifythatthenewapproachismostsuitablefordigi—talrealization，whichhasclearconceptions，highefficiency，input·voltagewithout-detectionandSOon．Keywords：powerfactorcorection；dutycycle；inputvoltagedetection1引言过整流桥和电感将电源U短接，使储存能量，单相有源功率因数校正(APFC)技术被广泛应然后将全部或部分储能释放到负载侧的直流电解电用于家用变频空调等领域，在消

6、除谐波电流污染方容，同时获得同步正弦的输入电流波形和稳定的直面起到了重要作用。但随着居住与办公面积越来越流输出电压。传统单相APFC的控制策略是电流闭大．单体变频空调需要消耗的功率也日益增大．75环(内环)和电压闭环(外环)控制，可以获得很好的柜机、甚至150柜机得到大量的应用，由此产生了大控制效果。但对于采用模拟控制的APFC，同一套参功率设备的谐波电流抑制问题。大功率设备的谐波数很难兼顾轻载与重载时的校正效果：对于采用数电流抑制必须同时符合两个谐波电流标准，即字控制的APFC．为了兼顾轻载与重载时的校正效IEC61000—3—2：2000(设备每相输入电流小于等于果，编程调试

7、的工作量也非常大，超轻载时的校正效l6A)和IEC61000—3—12：2005(设备每相输入电流果也很难提高[31。大于l6A和小于75A)．这就引出了宽输入电压范单相交流输入电压方程ui=Ui~sintoit，单位输入围、宽输出功率范围的PFC问题。传统的PFC方法功率因数时输入电流方程ii=Ii,#intoit。为便于分析，在应用上有一定的问题．需要进行大量改进【。根近似认为输出直流电压为，，纹波电压为零。设开据单相APFC的输出与输入电压间的关系，提出一关周期为，开关频率