一种基于占空比预估的单相PFC数字控制算法研究.doc
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一种基于占空比预估的单相PFC数字控制算法研究
第l0卷第5期
2007年5月
奄涤艘石阙
POWERSUPPLYTECHNOLOGIESANDAPPLICATIONS
Vo1.10No.5
May2007
一
种基于占空比预估的单相PFC
数字控制算法研究
杨靖,陈新
(南京航空航天大学航空电源航空科技重点实验室,江苏南京210016)
摘要:简要分析了传统的PFC数字控制算法的特点和不足,在此基础上对一种新型的PFC数字
控制算法——占空比预估法进行了详细的理论推导.此算法具有运算量相对较小,动态性能好等
优点,特别适合高频场合.通过MATLAB仿真,验证了算法的正确性,并得到系统的控制参数初始
值.然后,采用Freescale公司的MC56F8323DSP芯片,设计了一套PFC数字控制系统,对新算法进
行实现.
关键词:功率因数校正;数字控制;数字信号处理
DigitalControlSolutionforPowerFactorCorrecting
BasedonDutyCyclePredictiveControl
YANGJing.CHENXin
(NanjingUniversityofAeronauticsamp;Astronautics,NanjingJiangsu210016,China)
Abstract:ThefeaturesanddeficienciesoftheconventionalPFCdigitalcontrolsolutionareanalysed.Basedonthose
analyses,anewPFCdigitalcontrolsolutionnameddutycycleforecastinganditsdetailedtheoreticalderivationare
presented.Thisnewtypesolutionhavesomeownmerits,suchaslowcalculation,nicedynamicconditionandSOon.Itis
particularlysuitableforhighfrequencysituation.APFCdigitalcontrolsystemisdesignedwiththeDSPchip
MC56F8323producedbyFreescale.Thesystemrealizedthenewalgorithm,Andthecorrectofthisnewalgorithmis
provedbythesimulationofMATLAB.
Keywords:digitalcontrol;PFC;DSP
中图分类号:TM46文献标识码:A文章编号:0219—2713(2007)05—0017—04
0引言
功率因数校正技术(PFC)是电力电子产品满
足绿色环保要求的必需手段,是提高用电质量的
关键.这一领域的进步和发展有着重大的科学意
义和现实需求,是未来开关电源发展的关键技术
之一.
数字控制由于其控制理论与实施手段的不断
完善,且因为其具有高度集成化控制电路,精确的
收稿Et期:2006—08—15
控制精度,以及稳定的_T=作性能,如今已成为电力
电子学的一个重要研究方向.
将功率因数校正技术和数字控制技术相结合
是提高功率因数校正技术的重要手段.然而,目前
普遍采用的PFC数字控制算法,是从模拟控制策
略上移植过来的,并未最大限度地发挥数字控制
的优势,因此,需要研究一些新型的控制策略,以
最大限度地发挥数字控制的优势,提高系统的性
能.本文介绍的基于占空比预估的新算法具有算
法简单,动态性能好等特点,很好地弥补了传统算
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它潦教石阂
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法的不足.
1传统PFC数字控制算法分析
传统的PFC数字控制算法是从模拟控制模型
上简单移植过来的.其算法结构图如图1所示.此
算法的核心包括一个电压外环和一个电流内环,
外加一个电流的基准给定计算,涉及了较多的乘
法和除法,算法较为复杂,计算量较大.另外PI调
节是一个逐渐消除误差的过程,因此调节速度相
对较慢.
图1传统PFC算法结构图
2基于占空比预估的的PFC数字控制
算法介绍
传统算法由于算法相对复杂,计算量较大,因
此运行完所有程序所需要的时问就比较长,这限
制了开关频率的提高,而高频化正是现代电力电
子技术的发展趋势之一.另外,由于调节速度不够
快,将会影响整个系统的动态性能.针对这些缺
点,本文介绍一种基于占空比预估的新算法,这种
算法相对简单,计算量较小,而且调节速度相对较
快,很好地弥补了传统算法的不足,特别适合用于
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