基于DSP的有源功率因数校正技术研究

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在当今的电力电子装置中,开关电源具有体积小、效率高等优点,因而电气设备的电源装置几乎都采用的是开关电源。但是由于网侧输入端功率因数降低和谐波污染问题日趋严重,开关电源也逐渐地成为了主要的谐波源,为解决该问题所带来的危害,本文进行了基于DSP的有源功率因数校正技术研究。本文结合国内外功率因数技术和有源功率因数校正技术的基本原理、典型拓扑结构、控制策略及APFC电路设计等,设计出了基于DSP的APFC系统。本设计选用Boost型拓扑结构作为系统主电路,以电流连续模式下带前馈的平均电流控制作为系统的控制策略。为解决控制电路中纹波干扰的问题和改善系统的动态性能,本设计在控制算法中采用基于带前馈的电流数字正弦给定的双闭环控制算法,通过数字正弦给定的正弦电流表示采样的参考输入电感电流,从而避免了电流环节中的电流基准值受输入电压的影响。在电压环前馈环节中,通过由数字方式计算前馈电压平均值代替传统模拟前馈电压值,从而有效的避免了由前馈电压中二次纹波所带来的危害,起到了改善功率因数的效果。同时在电流环后引入电压前馈,可降低电流环带宽和增益,减轻电流环负担,同时能提高电压动态响应能力。为降低因频率过高而带来的开关管损耗,提高电路工作效率,改进了拓扑结构,即把单频的PFC电路,改成双频PFC电路。在控制电路中,本文完成了基于飞思卡尔公司的MC56F8346DSP处理器的APFC电路设计,根据双闭环控制算法进行了电流环和电压环设计及部分DSP程序的调试,并对系统进行了仿真验证,通过仿真波形的分析可得到系统设计的合理性和高效性。
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