基于dsp的单adc数字功率因数校正器研究

《基于dsp的单adc数字功率因数校正器研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、基于DSP的单ADC数字功率因数校正器研究传统数字功率因数校正器要使用三路ADC采样，特别是电感电流的采样会造成电路效率的下降以及复杂度的上升。研制一台基于Boost电路的数字功率因数校正器，控制回路只使用了一路ADC采样平均输出电压以及输出电压纹波。开关管所需要的占空比值会预先计算好，采样的平均输出电压形成输出平均电压环，采样的输出电压纹波形成输出电压纹波环。两个环路分別对占空比相应的部分进行控制，保证了整个系统可以达到较好的功率因数校正效果。最后，采用TMS320F28335数字信号处理器作为控制芯片，实验结果验

2、证了该方法的正确性。匕关键词：功率因数校正；单ADC;预计算；数字信号处理器TN873+.5?34A10047373X(2017)14?0158?04Abstract：Traditionaldigitalpowerfactorcorrectionusesthreeana.log?to?digitalconverters.Eachconverter，especiallyfortheinductivecurrentone,increasesthecostandthecomplexityofthesystem.Adigit

3、alpowerfactorcorrectorbasedonBoostispresentedinthispaper,inwhichonlyoneADCisusedforcontrollooptosampletheaverageoutputvoltageandtherippleoftheoutputvoltage.Thedutycyclesthattheswitchingtubeneedsareprecalculated.Thesampledaverageoutputvoltageformstheoutputaverag

4、eandthesampledoutputvoltagerippleformsoutputvoltagerippleloop.Thesetwoloopscontrolthecorrespondingpartofthedutycyclerespectively,whichmakesthepowerfactorcorrectioneffectofthewholesystemhigher.TMS320F28335DSPisusedasacontrolchip.Theexperimentresultsverifiedtheco

5、rrectnessofthemethod.Keywords:powerfactorcorrection；singleADC；pre?calculation;DSP0引言传统的功率因数校正通常需要三路ADC(Analog?to?DigitalConverter),分别为采样输入电压、输出电压和电感电流，使得电路复杂程度相对较高。其中，电感电流的采样通常使用采样电阻来实现[1]。但是，采样电阻上能量的损耗较大，会对电路整体的效率产生影响。采用数字控制时，电感电流的采样频率和开关频率相同，在保证较高开关频率的同时，电感电流

6、的采样频率也相对较高，这样会导致控制周期缩短，对运算量也提出了很高的要求。文献［2］把传统的PI双环控制用可编程逻辑门阵列（FPGA）来实现。文献［3］推导出基于电感波谷电流的占空比计算公式，减少了计算量。文献［4?7］中采用单周期控制以及新型控制策略，省去了对输入电压的采样。文献［8］采用了预测电流控制，把输入电压采样改为过零检测，从内部产生正弦参考信号，减小了计算量。文献［9］通过采样负载电流和输入电压来计算占空比，省去了对电感电流的采样。文献［10］把电感电流的采样转化为对电容电压的采样，减小了电路的损耗。本文

7、采用占空比预先计算的方法，将传统PFC控制的三路ADC减少为一路ADC，只对输出电压和输出电压纹波进行采样，从而简化了采样电路的设计，也降低Y控制回路的计算景。1占空比值的预计算在数字功率因数校正器中，控制器的幵关管可以由数字控制器输出不同占空比的PWM波进行控制。本文所采用的方法是将要用的占空比值提前计算好，并存储在DSP内部，所以数字控制器不再需要对占空比进行实时的计算。对于不同的拓扑结构来说，占空比的计算方法也是不一样的。如图1所示，本文采用的是Boost电路拓扑，电路工作在CCM模式下，占空比的计算方法也是在

8、Boost电路基础上进行分析的。2控制算法通过上面的分析，可以在特定的情况下计算出所需的占空比，但是在参数存变化时，预先计算的占空比可能就会不适合变化后的情况所以，需要系统对参数的变化能自动响应，这就要加入闭环控制。除此之外，系统需要将计算好的占空比与输入交流电压信号进行同步，所以说需要对输入电压加入过零检测环节。本文采用了模拟比较器，当输入电