100W數(shù)字多模式單級PFC反激變換器控制算法設(shè)計.pdf

1、功率因素校正技術(shù)(Power Factor Correction，PFC)已經(jīng)普及，單級PFC變換器由于拓撲簡單、電路成本低等優(yōu)勢，在照明、低功率開關(guān)電源、離線充電機等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，但還存在輸出倍工頻紋波大、動態(tài)性能差、受非線性影響等問題。采用數(shù)字技術(shù)，能優(yōu)化系統(tǒng)環(huán)路、提高采樣精度、提高動態(tài)和穩(wěn)態(tài)性能、避免次諧波現(xiàn)象，是當(dāng)前的研究熱點。
　　本文設(shè)計了一種具有高動態(tài)響應(yīng)的數(shù)字多模式單級PFC反激變換器控制算法。論文分析了有源功率因

2、素校正技術(shù)的基本原理、典型拓撲以及單級PFC反激變換器的基本控制策略，并總結(jié)各種拓撲和控制模式的優(yōu)缺點。針對寬功率范圍下不同的PFC實現(xiàn)模式，設(shè)計了固定導(dǎo)通時間控制算法，可兼容DCM、CRM和CCM模式，同時該方法規(guī)避了CCM模式下的次諧波振蕩現(xiàn)象。針對單級PFC反激變換器輸出端倍工頻紋波大的問題，設(shè)計了平均值采樣算法及其在CCM模式下的補償技術(shù)，避免了誤調(diào)現(xiàn)象，提高了負載調(diào)整率，且本采樣方法不需要采樣輸入電壓和原邊電流，大大降低了電路

3、成本。針對單級PFC反激變換器動態(tài)性能差的缺點，設(shè)計了數(shù)字動態(tài)變參數(shù)PI算法和快速動態(tài)響應(yīng)算法，提高了環(huán)路的穩(wěn)定性和動態(tài)性能。綜合上述所提出的算法，實現(xiàn)了整套單級PFC反激變換器的數(shù)字控制策略，并利用Matlab和Modelsim實現(xiàn)了算法的代碼級仿真。最終在一套20V/5A的電源系統(tǒng)上，利用FPGA進行了算法性能的有效驗證。
　　仿真和測試結(jié)果表明:所設(shè)計的單級PFC反激變換器控制算法在全輸入電壓、全負載范圍內(nèi)功率因數(shù)(Powe