输入电流重建的单周期控制功率因数校正数字控制器

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近年来开关电源以其特有的优势被广泛的使用,但同时由于输入电流谐波与相移的原因,存在功率因数过低的问题,对系统的运行有一定的安全隐患,也造成了经济损失。本课题主要研究了建立在输入电流估计基础上的数字PFC控制器,使用了数字电流重建的单周期控制,将对输入电流的采样变为输入电压的采样,可利用输入输出电压值对电流进行重建。由于数字控制系统中采样频率远高于输入电流频率,因此文献多假设在一个开关周期内控制系统的输入电流为恒定值,因此对于输入电流的采样多在开关管关断之前:但在实际系统中输入电流在每个开关周期内都不是定值而是含有纹波的。本文可利用重建电流更加精确地计算得到每个开关周期峰值时刻的输入电流,避免了输入电流采样点远离开关管动作时刻时造成的电流误差,从而对单周期控制的占空比进一步优化,并且避免了开关管动作时的电流噪声。  本课题制作了硬件电路并利用Matlab软件下的Simulink进行了电路的搭建和仿真,并对波形做出了比较分析,加入了功率因数校正(PFC)的电路输入电流波形得到很好的改善。电路中元件的寄生参数会引起落在电感上的电压值的误差,导致重建电流与实际电流的误差,因此必须考虑到补偿,来减少重建电流的偏差;并且在实际电路中,驱动信号的延迟、电压的采样误差、输出电压的脉动等都会对输入电流产生不利影响,因此要对这些因素进行分析补偿。最后,对电路中的各元件参数做了详细的计算,并列出了采样电路与控制电路等。
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