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基于数字峰值电流控制的PFC电路设计

李慧  
【摘要】:功率因数校正(PFC)是电力电子技术的重要组成部分,已经得到广泛应用。现有的功率因数校正模拟控制技术已经相当成熟,工业领域应用很多。然而,传统的模拟控制具有许多不可克服的缺点。相比之下,数字控制系统具有电路简单、控制方式灵活、可靠性高、兼容性强,且易实现先进的控制算法等优点。随着数字控制技术的不断发展,功率因数的数字控制成为研究的热点。 本文首先综述了数字控制有源功率因数校正技术的发展现状,分析了各类有源功率因数校正的方法和基本原理,阐明了数字控制功率因数校正技术研究的必要性和重要性。但是,传统的数字控制也存在一些缺陷,如控制响应延时问题。近年来,多家公司推出了具有模拟比较器自关断功能的PWM控制器,其内部含有模拟比较器,且模拟比较器的输入端可由内部DAC模块输入。采用这种控制器可以实现峰值电流模式的数字控制,且算法相对简单,使用的CPU资源较少,可以在同一DSP或MCU内实现对多个变换器的控制。本文主要研究将该控制器运用于数字峰值电流控制的PFC电路中。为了验证控制系统的可行性,本文第二章对峰值电流控制Boost PFC数字控制系统进行建模,第三章详细分析了本实验主电路和控制电路参数的设计过程,并利用Matlab/Simulink仿真软件进行仿真验证。本文第四章详细阐述了在电感电流连续和临界连续两种模式下,数字峰值电流控制PFC的控制算法和软件设计流程。最后,本文以TMS320F28035为控制核心,针对两种模式分别设计了一款Boost PFC数字控制器,达到了良好的效果,证明了理论的正确性。


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