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本文设计了一种数字控制的快速动态响应高功率因数Boost AC-DC恒压电源,该恒压电源可用于驱动紫外线灯(UV灯),UV灯作为一种可以提供精确能量辐射的特殊光源,被广泛的应用于半导体工业、医疗、机械、食品等行业。半导体工业上其主要用于热电子晶片、吹制PETP瓶子、回流焊设备以及干燥填料,为了实现更加精确的能量控制,需要紫外线灯的恒压驱动具备快速动态响应和低纹波等特性,随着当今社会的发展,对电路系统的纯净度要求越来越高,电路系统的高功率因数(PF)也变得越来越重要,因此还需要紫外线灯的恒压驱动具有高PF。本文设计的数字控制快速动态响应高功率因数Boost AC-DC恒压电源系统包括主拓扑、ADC电路和数字控制器三个部分,主拓扑和ADC电路集成在PCB板,数字控制器通过FPGA实现,数字控制器主要包括预测算法、PI(Proportion Integration,比例积分)算法、电流控制算法、三角波PWM算法和软启动5个部分。预测算法可以有效地消除数字控制器的ADC延时和占空比计算延时的影响,从而提高系统的带宽,改善系统的动态响应性能;PI算法首先分别计算出开环系统和PI控制器的传递函数,为了满足系统的总谐波畸变率的要求确定了PI控制器的比例系数,为了补偿开环系统的极点确定了PI控制器的积分系数,从而使得系统获得良好的相位裕度,进而使得系统输出获得较好的稳定性;电流控制算法以输入电流跟踪输入电压为目的确定下一周期的占空比,从而使得系统获得较高的PF,相比于其它的PFC控制策略,该算法优点在于结构简单易实现;为了使得系统可以平稳启动并降低启动时的过冲电压,设计了软启动电路,该电路逐周期地增加开关管的导通时间直至系统输出电压达到参考电压;三角波PWM算法是一种将开关导通时间等分为两个部分置于整个开关周期两端的调制模式,本文是首次将该调制模式用于预测算法中,简化了预测算法,提高了预测精度和ADC采样精度,从而稳定输出电压,节约资源,降低成本。本文通过Simulink和Modelsim对整个系统进行了联合仿真,并将程序下载到FPGA中做硬件验证,FPGA使用的是Altera公司的EP4CE6F17C8,仿真和硬件验证的结果表明设计符合设计指标,实现了高功率因数,并且整个系统的动态响应性能也得到了很大的提高。该系统输出功率为300W~230W,输出电压230V,满载时恒压精度±3.4%,输入交流的频率为50Hz,幅度为156V~116V,开关频率为100kHz,数字时钟为20MHz,功率因数大于0.95,输出电压纹波小于4%,线性调整率±6.5%,负载调整率±4.3%。