采用变PI调节器的数字APFC的分析与研究

基于改进PI加重复控制的并联型APF谐波放大效应分析魏亚坤;王海欣;杨为;黄海宏【期刊名称】《低压电器》【年(卷),期】2017(000)014【摘要】利用电路等效图对APF作为可控电流源并入电网后带来的谐波影响问题进行了分析.通过对电流源和电压源两类典型负载的电路分析,发现APF对电网谐波电流的补偿将会产生一定的谐波放大效应,且放大程度决定于负载类型,并提出了抑制谐波放大效应的方法.为保证较高的补偿率,采用了改进的PI加重复控制的电流控制策略,通过增加电流指令前馈和改用递推PI控制器来提高稳态和动态性能.在MATLAB中进行了仿真,证明了抑制谐波放大方法和改进PI加重复控制策略的正确性,并以DSP 为控制芯片的实验平台验证了所提方案的可行性.【总页数】6页(P59-64)【作者】魏亚坤;王海欣;杨为;黄海宏【作者单位】合肥工业大学电气与自动化工程学院,安徽合肥 230009;合肥工业大学电气与自动化工程学院,安徽合肥 230009;国网安徽省电力公司电力科学研究院,安徽合肥 230022;合肥工业大学电气与自动化工程学院,安徽合肥 230009【正文语种】中文【中图分类】TM131.4+1【相关文献】1.基于改进PI加重复控制的并联型APF谐波放大效应分析 [J], 魏亚坤;王海欣;杨为;黄海宏;;;;2.基于改进重复控制的单相并联型有源电力滤波器 [J], 童力;邹云屏;黄朝霞;康勇;强金星3.基于BP神经网络递推积分PI-重复控制在微电网APF中的研究 [J], 李鑫;孟亨;杨桢;李书斌;耿浩4.并联型APF补偿电容性非线性负载谐波放大效应的抑制研究 [J], 彭程;李文才;陈欢欢;高波;宫翔;路文梅;马丽5.基于ELM优化PI+重复控制策略在APF中的应用研究 [J], 赵宇明;何新华;孟亨;李鑫因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

高精度加香系统在制丝线的应用摘要：针对加香加料精度波动问题，从管道布置、流量计选型、加香泵选型、管接头设计、软件和程序设计等方面设计高精度加香系统，通过流量和温度闭环控制，实现集自动控制、集中操作、数据采集、故障分析诊断等一体的集控系统，加香批次计量精度稳定在0.35%以内，瞬时精度控制在0.5%以下。

关键词：高精度；加香系统；闭环控制；调节器1 引言加香加料装置是烟草制丝生产线上的一个重要设备，其作用是将香精、糖料或添加剂等料液按一定的配方比例以雾状喷射到烟草中，以达到消除烟草刺激性气味，改善烟草品质，提升卷烟品味的目的。

在工艺指标上，加香加料的精度是一个至关重要的指标。

而在实际生产过程中，前级电子皮带秤的流量是经常发生变化的，存在波动现象，从而导致加香加料装置的流量也跟着波动，直接影响加香加料装置的控制精度。

另外，料液回收过程中的积料、回收不干净等现象也严重影响加香加料装置的计量精度。

如何控制和提高加香加料的精度一直是烟草厂家追求的目标。

在长期的设计和生产实践中，我们发现以下措施可以控制和提高加香加料装置的精度。

2 高精度加香系统的设计2.1合理的管道布置通过流体力学仿真技术模拟料液在管路系统中的流动状态，我们发现管道布置不合理会带来料液雾化不及时、积料、重复计量或者少计量等严重影响加香加料精度的现象。

因此，在布置管道时应注意以下几点：（1）尽量缩短从加香加料装置到喷射口的距离，降低料液的损耗。

（2）尽量缩短从预填充阀到喷嘴的距离，确保料液及时雾化。

（3）流量计建议竖直安装。

（4）从流量计到预填充阀之间的管道应平直或稍微向上倾斜，保证管道内料液处于满管状态。

（5）从预填充阀到喷嘴之间的管道应平直或稍微向下倾斜，确保料液能顺畅流入喷嘴。

2.2 流量计的选型根据加香加料装置的流量范围和流量计的最佳量程来选择流量计的型号，过大或过小都会影响加香加料装置的精度。

2.3 加料泵的选型目前烟厂使用的加料泵有柱塞泵、隔膜泵、齿轮泵等，柱塞泵和隔膜泵因为本身的结构和工作原理所限，其料液都是间歇而不连续的，导致喷嘴处料液时有时无，严重影响了烟草的品质和加香加料装置的精度，因此建议选择压力-流量线性度较好的齿轮泵。

一种三相不控整流电路APFC校正方法孙志成;王小鹏;田俊伟【摘要】为提高三相不控整流电路的功率因数,降低输入电流的谐波含量,稳定输出电压,提出了一种三相不控整流电路的APFC校正方法.首先采用三相六开关Boost APFC整流电路消除相间相互耦合;然后用带前馈的平均电流数字控制方法控制PWM整流电路,前馈环节为PWM比较器提供主要占空比信号,电流环则在主要占空比信号附近调节小的高频动态信号,负担较轻且响应快;最后调整采样时刻及PI调节器参数实现APFC校正.仿真实验表明,带前馈的平均电流数字控制方法控制的三相六开关Boost APFC整流电路功率因数接近于1,谐波含量较低且直流侧输出电压稳定波动很小.【期刊名称】《微型机与应用》【年(卷),期】2016(035)020【总页数】4页(P27-30)【关键词】功率因数;谐波含量;前馈;平均电流法;数字控制【作者】孙志成;王小鹏;田俊伟【作者单位】兰州交通大学电子与信息工程学院,甘肃兰州730070;兰州交通大学电子与信息工程学院,甘肃兰州730070;兰州交通大学电子与信息工程学院,甘肃兰州730070【正文语种】中文【中图分类】TM461三相有源功率因数校正(Active Power Factor Correction,APFC)电路工作机理复杂，校正方法繁琐，效果不理想，即使负载等效为电阻时，也不能获得令人满意的功率因数。

主要原因为三相电压相互耦合，每一相的电流不仅由该相电压决定，而且还受到另外两相电压的影响；自身体积大，外围电路器件多，成本高等限制了它的实际应用[1]。

因此，研究控制方法简单易行、电路结构简便的三相不控整流电路及功率因数高、谐波含量低、成本低廉的APFC系统具有很高的实用价值。

本文采用有零线的三相六开关Boost APFC电路，在平均电流法数字控制APFC校正的基础上，结合前馈控制，对三相不控整流电路进行APFC校正，调整采样时刻及PID控制器的参数，目的在于使电路的功率因数接近于1，谐波含量较低，输出电压稳定。

基于UCC28019的高效率APFC电路设计与研究
APFC电路是一种能够校正电源功率因数的电路，通过实时监测电网的电流波形，调整输出电流和电压的相位，使功率因数趋近于1、这样可以在输入端提供稳定和高效的电力。

在许多应用中，如LED照明，电动汽车充电器和工业电源等，APFC电路都是必不可少的。

接下来，我们可以开始进行电路的设计。

首先，我们需要根据设计参数计算所需的电感值和电容值。

然后，通过选取合适的电感和电容元件，进行电路拓扑的选择。

常用的两种拓扑结构分别是Boost拓扑和Bridgeless PFC拓扑。

在设计中还需要进行反馈回路的设计，用于实时监测输入电流波形和输出电压的变化，并根据实时监测的数据来控制开关管的开关频率和占空比。

在设计完成后，我们可以进行电路的仿真和测试，以验证设计的性能和稳定性。

通过仿真软件，我们可以模拟不同工况下的输入电压和电流波形，并分析其功率因数和效率等性能指标。

通过实际测试，我们可以利用示波器和电子负载等设备来观察电路的工作状态和性能表现。

最后，我们可以对设计的电路进行进一步的优化和改进。

通过优化电路元件的选取和拓扑结构的设计，可以提高电路的效率和稳定性。

同时，通过优化反馈回路的控制算法和参数选择，可以进一步提高电路的动态响应和调节性能。

研究生课程论文/研究报告课程名称：现代电力电子技术任课教师：作业题目：基于单周期控制的Boost 型APFC电路及仿真完成日期：2018 年 6 月 2 日学科：电气工程学号：姓名：本文根据单周期控制理论，设计了一种基于单周期控制的Boost 型APFC 电路。

主电路参数为：输入电压U in =90～240V AC ；输入电压频率f in =50Hz ；输出电压U o =800V ；输出功率P o =1kW ；开关频率f s =100kHz 。

根据参考文献，重新设计电流采样电阻阻值，设计了控制电路PI 参数，并根据理论分析在单周期控制电路中增加了比例增益环节，时V m 和DV m 处于同一数量级。

最后通过Simulink 建模仿真，验证了所设计的电路能够有效解决输入电流畸变的问题，并提高功率因数，具有很高的工程应用性。

1单周期控制PFC 原理图1所示为Boost 电路后沿调制的单周期控制原理图，主要包括积分器、RS 触发器、复位开关、比较器等模块。

为简化分析，认为电路中所有元器件为理想元器件，忽略电感电流纹波，视开关管导通电阻为零，忽略能量传递中的损失，开关管的频率远大于输入电压的频率。

图1工作原理图对工作在电感电流连续模式（CCM ）下的Boost 电路，有o i 11U U d =−式中，U i 和U o 分别为输入电压和输出电压，d 为占空比。

当输入电流与输入电压无相位差，即变换器相对于输入端呈电阻性时，此时输入功率因数为1，为理想状态，此时电路满足i L e U i R =式中，R e 即为变换器的等效输入电阻。

根据式（1）和式（2）可得()e L o1R i d U =−对式（3）两端同乘R s 可得()s L m1R i d U =−式中，U m 称为调制电压；R s 为等效采样电阻。

式（4）即为连续模式下的单周期控制方程。

在稳态时，可认为输出电压U o是定值，通过改变调制电压U m 可以改变等效输入电阻R e ，从而实现了对输入功率的控制。

一种新型平均电流型APFC电路的设计胡方;门秀萍【摘要】This paper describes the operation principle of average current mode APFC, presents a new APFC circuit based on NCP1654. The circuit can achieve accurately sinnusoidal input line current in phase with input line voltage and reduce the Ripple voltage.%介绍了平均电流型APFC电路的工作原理，给出了一种基于NCPl654的新型功率因数校正电路，可实现输入电流与网压的同相正弦跟踪，并具有较好的纹波抑制性能。

【期刊名称】《安徽电子信息职业技术学院学报》【年(卷),期】2012(011)003【总页数】4页(P9-12)【关键词】平均电流型;APFC;NCPl654【作者】胡方;门秀萍【作者单位】黄山市自来水公司,安徽黄山245000;安徽财经大学管理科学与工程学院,安徽蚌埠233030【正文语种】中文【中图分类】TN712因为在传统的交流整流电路中整流桥后面有一个大的电解电容来稳定输出电压，所以使电网的电流波形变成了尖脉冲，滤波电容越大，输入电流的脉宽就越窄，峰值越高，输入电流畸变越大。

为了减少输入电流谐波造成的交互干扰，降低对电网的污染，交流输入侧多采用有源功率因数校正（APFC）技术。

APFC技术是在桥式整流器与输出电容滤波器之间加入一个BOOST升压变换器，由控制电路改变开关管的占空比，获得稳定的直流输出电压并将输入电流校正成与输入电压同频同相的无失真的正弦波，从而实现恒压输出和单位功率因数。

一、平均电流型APFC工作原理分析（一）APFC工作原理图1为APFC的原理框图，其中，整流器为单相桥式整流器，主电路采用DC/DC 变换电路，控制电路内部包含有一个电压误差放大器、一个电流误差放大器、一个模拟乘法器和一个固定频率的PWM控制器。

电路apfc的作用及工作原理嗨，亲爱的朋友！今天咱们来聊聊电路里的APFC，这可是个很有趣的东西呢。

先说说APFC的作用吧。

你知道吗，在我们的电路世界里，APFC就像是一个超级管理员。

咱们家里有各种各样的电器，像冰箱、电视、电脑啥的，这些电器工作的时候都需要从电源那里获取电能。

但是呢，很多电器在获取电能的时候可没那么“乖”，它们会让电源的功率因数变得很低。

这功率因数低了呀，就好像是一个人干活的时候磨磨蹭蹭，效率不高。

功率因数低会带来不少麻烦事。

对于电力公司来说，就像他们本来可以用一辆小卡车就能高效运送的货物，结果因为功率因数低，得派一辆大卡车，这就造成了资源的浪费。

而对于我们家庭用电来说，功率因数低可能会让我们的电费莫名其妙地变高。

这时候，APFC就闪亮登场啦！它的一个重要作用就是提高功率因数。

它就像是一个神奇的小助手，把那些原本“调皮捣蛋”的电器变得规规矩矩的，让它们从电源获取电能的时候更加高效。

这样一来，电力公司开心了，我们的电费也能省一点，是不是很厉害呢？而且呀，APFC还有助于减少电网的谐波污染。

你可以把电网想象成一条清澈的河流，那些谐波就像是河里的垃圾。

如果垃圾太多了，河流就会变得脏兮兮的，电网也是一样的道理。

APFC就像一个勤劳的清洁工，把这些谐波垃圾清理掉，让电网更加干净、稳定地运行。

这对整个电力系统的健康可是非常重要的呢。

那APFC是怎么工作的呢？这就更有趣啦。

APFC的工作原理有点像一个聪明的指挥家在指挥一场音乐会。

APFC电路里有一个关键的部分叫电感。

电感就像是一个很有个性的小弹簧。

当电路里有电流通过的时候，电感就会对电流的变化产生一种抵抗的力量。

比如说，电流想突然变大或者变小的时候，电感就会说：“你不能这么任性，得按照我的节奏来。

”这种对电流变化的抵抗，在APFC的工作里可是起到了大作用呢。

在APFC电路中，还有一些控制电路在发挥作用。

这些控制电路就像是一个大脑，时刻监测着电路中的各种情况。