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功率因数较正技术(PFC)作为电力电子一项重要技术,在越来越多的开关电源中得到应用。许多模拟控制策略应用于PFC电路中,如平均电流控制、峰值电流控制、滞环控制等,发展出许多PFC模拟电路专用的控制芯片,如UC3854、UCC3819、ML4824和ICElPCSOI等。
随着数字控制技术的不断发展,新的控制策略通过数字信号处理器(DSP)实现。数字控制方法可重复性强、耐用性强、适应性强,克服了模拟电路中参数温度漂移的问题,控制灵活易于实现复杂控制,所设计的电源产品性能可靠,便于大批量生产。因而研究PFC数字控制技术具有较好的工程意义。
本文的研究思路是:在平均电流模式控制的有源功率因数校正技术的基础上,主电路采用Boost变换器拓扑结构,基于数字信号处理器(DSP)设计出全数字单相功率因数校正器。
论文的主要研究工作如下:
1、综述PFC的控制方式和数字控制的特点,以期提出符合于实际的PFC数字控制技术;
2、提出基于DSP数字控制的PFc电源的总体设计方案。控制系统采用基于平均电流方案的双环控制,内环通过瞬时值控制获得快速的动态性能,保证输出畸变率较低;外环使用输出电压的瞬时值控制,具有较高的输出精度。文中给出了双环控制设计的详细过程;
3、设计了基于DSP数字控制的PFC电源,它包括主电路参数设计、控制系统硬件设计、软件设计,提供了详尽的数字控制设计过程和方法。
4、建立基于DSP控制的PFC电源实验平台,并进行了系统仿真和实验研究。结果表明,用数字控制代替传统的模拟控制,结果较为理想,达到了论文设计的目的。