一种图腾柱PFC的控制方法及Simulink仿真

３８ 卷 ㊀ 第 ６期 Ｖｏｌ． ３８㊀ Ｎｏ． ６ 第 大连交通大学学报 ２０１７ 年 １２ 月 ＪＯＵＲＮＡＬ㊀ ＯＦ㊀ ＤＡＬＩＡＮ㊀ ＪＩＡＯＴＯＮＧ㊀ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ ㊀ Ｄｅｃ． ２０１７㊀ ㊀ 文 １６７３ ９５９０ （ ２０１７ ） ０６ ０１１１ ０４ 章 编 号 ：
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大连 交 通 大 学 学 报
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３８ 卷 第
１㊀ 参 ４２０ 时 表 考 电 压 不 同 电 源 电 压 下 的 输 出 电 压 相 当 于 电 感 直 接 接 在 电 源 上 ， 电 感 电 流 上 升 ． ㊀ ㊀ 当 Ｓ 关 Ｓ 的 Ｒ 、 断 ，交 流 电 通 过 体 二 极 管 、 电 源 电 压 幅 值 输 出 电 压 成 回 路 ， 电 感 电 源 电 容 Ｃ 、 Ｄ 形 Ｌ 和 ＡＣ 对 Ｃ和 电 阻 电 ， 因 输 出 电 压 高 于 电 源 电 压 ， 电 感 Ｒ放 Ｌ 电 流 下 降 ． 正 弦 交 流 电 正 半 周 期 体 二 极 管 交 ㊀ ㊀ 在 Ｓ、 Ｓ 的 了 稳 定 输 出 电 压 ， 使 用 曲 线 拟 合 的 方 法 ， 根 续 导 通 ， 续 关 断 流 电 负 半 周 ㊀㊀为 替 导 通 ， Ｄ 持 Ｄ 持 ．交 输 入 电 压 求 参 考 电 压 进 行 以 下 仿 真 实 验 ： 在 ．先 期 的 工 作 状 态 和 正 半 周 期 类 似 ， 只 是 交 替 导 通 的 器 据 不 同 电 源 电 压 下 ， 改 变 参 考 电 压 ， 使 输 出 电 压 稳 定 件 为 体 二 极 管 ， 续 导 通 ， 续 关 断 Ｓ、 Ｓ 的 Ｄ 持 Ｄ 持 ． 在 ４００ Ｖ， ｘ，参 ／ ４００ 为 ｙ，通 设 电 源 电 压 为 考 电 压 制 系 统 原 理 ２㊀ 控 ６组 ２． 过 仿 真 得 出 数 据 ， 如 图 节 介 绍 控 制 系 统 ， 先 阐 述 控 制 方 法 ， 再 阐 述 ㊀ ㊀ 本 在 不 同 输 入 电 压 下 ， 稳 定 输 出 电 压 的 方 法 ． ２ ． １㊀ 控 制 方 法 ㊀ ㊀ 该 ＰＷＭ 跟 控 制 方 法 的 主 要 思 想 为 踪 控 制 ， 即 电 源 电 流 跟 踪 和 电 源 电 压 同 相 位 的 正 弦 信 号 ， 并 且 使 用 误 差 控 制 ， 即 参 考 电 压 减 去 输 出 电 压 ．输 出 电 压 的 纹 波 峰 峰 值 约 为 求 误 差 纹 波 １０ Ｖ， ｅ时 ２㊀ 数 图 据 坐 标 图 不 会 缩 小 ， 这 与 幅 值 正 弦 相 乘 时 会 带 来 很 大 １的 干 扰 ， 会 影 响 被 控 制 的 电 源 电 流 ， 使 校 正 效 果 变 ㊀㊀由 图 根 据 图 像 走 势 ， 尝 试 用 反 比 例 函 数 进 ２， 差 ， 甚 至 会 造 成 失 控 ．在 控 制 环 节 使 输 入 电 压 信 号 行 ．选 拟 合 取 模 型 的 表 达 式 为 ： 通 过 低 通 滤 波 器 可 以 极 大 地 减 小 纹 波 ． ｐ１ ˑ ｘ ＋ ｐ２ ｆ（ ｘ） ＝ ㊀ ㊀ 设 ｅｌ． ｅｌ 相 低 通 滤 波 器 的 输 出 为 当 于 直 流 ， 须 ｘ ＋ ｑ１ 和 电 源 电 压 同 相 位 的 正 弦 信 号 相 乘 ， 电 源 电 流 才 ㊀㊀该 模 型 相 当 于 反 比 例 函 数 平 移 ， 更 加 符 合 实 可 以 跟 踪 ｅｌ． 际 用 线 拟 合 工 具 箱 进 行 拟 合 ， 拟 ．使 ＭＡＴＬＡＢ 曲 交 流 电 源 正 半 周 期 ， 将 乘 法 环 节 输 出 减 去 合 ㊀ ㊀ 在 果 如 表 示 ２所 ． 电 源 电 流 的 差 值 ， 送 入 滞 环 比 较 ， 当 差 值 为 正 ， 说 结 ２㊀ 拟 表 合 结 果 明 电 源 电 流 小 于 参 考 信 号 ， 需 要 增 大 ， 当 差 值 增 大 参 数 数 值 到 环 宽 的 上 限 时 ， 滞 环 输 出 控 制 通 ， 电 源 １， Ｓ２ 开 电 流 开 始 正 向 增 加 ； 同 理 ， 当 参 考 信 号 减 电 源 电 流 的 差 值 超 过 滞 环 的 下 限 时 ， 滞 环 输 出 断 ０， Ｓ 关 ． 如 此 循 环 ， 电 源 电 流 围 绕 参 考 信 号 在 滞 环 限 制 的 范 围 内 变 化 ， 滞 环 宽 度 越 窄 ， 电 源 电 流 波 形 越 逼 近 ㊀ ㊀ 根 据 电 源 电 压 求 参 考 电 压 的 表 达 式 为 正 弦 ， 功 率 因 数 提 高 ， 谐 波 含 量 降 低 ． １ ． ００５ ｕ － １０ ． ０６ 交 流 电 的 负 半 周 期 ， 如 果 不 加 处 理 ， 滞 环 比 ㊀ ㊀ 在 （ ｕ ＝ ˑ ４００ ２） ｕ － １５ ． ９５ Ｓ 开 较 的 逻 辑 与 交 流 正 半 周 期 相 反 ，因 为 通 时 ， 电 流 反 向 增 大 ， 数 值 上 减 小 ； 断 时 ， 电 流 反 向 ３㊀ 图 Ｓ 关 腾 柱 电 路 参 数 计 算 ＰＦＣ 主 ．可 减 小 ， 数 值 上 增 大 将 输 入 滞 环 的 信 号 取 绝 对 ＰＦＣ 主 Ｓｉｍｕｌｉｎｋ 中 节 介 绍 图 腾 柱 电 路 在 ．控 值 ， 统 一 逻 辑 ， 简 化 控 制 制 系 统 产 生 的 信 号 在 ㊀㊀本 ． 的 模 型 ， 及 主 电 路 元 件 参 数 计 算 电 源 正 半 周 期 控 制 负 半 周 期 控 制 Ｓ ， Ｓ ． ［ ］ ㊀ ㊀ 电 感 的 计 算 公 式： 于 曲 线 拟 合 的 输 出 稳 压 ２ ． ２㊀ 基 研 究 中 发 现 ， 当 参 考 电 压 固 定 ， 电 源 电
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２０１７０４２８ 收 稿 日 期 ： 姚 瑞 （ ， 男 ， 硕 士 研 究 生 ； 作 者 简 介 ： １９９１ － ） 邓 武 （ ， 男 ， 教 授 ， 博 士 ， 主 要 从 事 智 能 优 化 与 信 息 处 理 、 智 能 诊 断 的 研 究 １９７６ － ） Ｅ ｍａｉｌ： １２６３４２９３＠ ｑｑ． ｃｏｍ．
ＰＦＣ 的 Ｓｉｍｕｌｉｎｋ 仿 一 种 图 腾 柱 控 制 方 法 及 真
１． 大 １１６０２８ ； ２． 大 １１６０２８ ） （ 连 交 通 大 学 电 气 信 息 学 院 ， 辽 宁 大 连 连 交 通 大 学 软 件 学 院 ， 辽 宁 大 连
姚 瑞 ， 邓 武
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㊀ 要 ＰＦＣ 主 对 图 腾 柱 电 路 的 开 关 器 件 控 制 ， 提 出 了 一 种 新 的 控 制 方 法 ， 目 的 是 有 效 控 制 图 腾 柱 摘 ：针 ．该 ＰＷＭ 跟 主 电 路 ， 实 现 降 低 谐 波 含 量 和 提 高 功 率 因 数 控 制 方 法 基 于 踪 控 制 的 思 想 ， 且 使 用 了 曲 线 ．为 ＭＡＴ 拟 合 的 方 法 ， 实 现 了 在 不 同 的 电 源 电 压 下 稳 压 输 出 的 功 能 了 验 证 该 控 制 方 法 的 有 效 性 ， 使 用 ＬＡＢ 的 Ｓｉｍｕｌｉｎｋ 仿 ．对 ＦＦＴ 分 真 工 具 ， 搭 建 主 电 路 和 控 制 电 路 模 型 进 行 仿 真 仿 真 得 出 的 电 流 波 形 进 行 ＰＦＣ 理 ． 论 上 能 够 得 到 很 好 的 电 气 性 能 析 ， 结 果 显 示 ， 使 用 该 控 制 系 统 的 图 腾 柱 ＰＦＣ； ＰＷＭ 跟 腾 柱 踪 控 制 ； 曲 线 拟 合 ； 仿 真 关 键 词 ：图 Ａ 文 献 标 识 码 ： ＰＦＣ
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随 着 开 关 电 源 的 大 量 使 用 ， 开 关 电 源 的 转 换 效 率 和 谐 波 污 染 已 成 为 不 可 忽 视 的 问 题 率 因 ．功 数 校 正 （ 能 够 降 低 电 Ｐｏｗｅｒ Ｆａｃｔｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ， ＰＦＣ ） 源 侧 的 电 流 总 谐 波 失 真 （Ｔｏｔａｌ Ｈａｒｍｏｎｉｃ Ｄｉｓｔｏｒ 和 无 功 功 率 ， 从 而 达 到 提 升 电 能 质 量 和 ｔｉｏｎ， ＴＨＤ） ［］ ＰＦＣ 拓 腾 柱 扑 原 理 节 能 的 目 的 ．因 ＰＦＣ 的 此 对 研 究 具 有 重 要 的 实 际 １㊀ 图 意 义 和 可 观 的 经 济 效 益 腾 柱 拓 扑 结 构 是 目 前 ㊀㊀本 ．图 节 对 图 腾 柱 扑 的 原 理 进 行 简 要 分 析 ＰＦＣ 拓 ． 已 知 的 扑 结 构 中 ， 使 用 器 件 最 少 的 ， 同 时 图 ＰＦＣ 拓 腾 柱 交 流 电 源 正 半 周 期 和 负 半 周 期 都 相 当 ＰＦＣ 在 共 模 噪 声 低 ， 具 有 良 好 的 应 用 前 景 ． 路 ， 因 此 输 出 电 压 要 大 于 输 入 电 压 Ｂｏｏｓｔ 电 ． 献 ［ 用 实 现 了 电 流 连 于 ㊀ ㊀ 文 １ ］使 ＵｌｔｒａＦａｓｔ ＩＧＢＴ， 图 腾 柱 扑 结 构 １为 ＰＦＣ 拓 ． 续 导 通 模 式 （Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ Ｍｏｄｅ，ＣＣＭ） ㊀ ㊀ 图 的 图 腾 柱 采 用 平 均 电 流 控 制 ， 说 明 ＰＦＣ ， ＣＣＭ 图 腾 柱 可 行 的 献 ［ 出 了 占 空 比 预 测 ＰＦＣ 是 ．文 ２ ］提 无 桥 数 字 制 算 法 ， 比 平 均 电 流 控 制 效 果 更 ＰＦＣ 控 优 献 ［ 出 了 一 种 运 用 现 有 传 统 临 界 电 流 ．文 ３ ］提 （ 制 Ｃｒｉｔｉｃａｌ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ Ｍｏｄｅ，ＣＲＭ ） Ｂｏｏｓｔ ＰＦＣ 控 芯 片 控 制 方 法 ， 不 如 果 好 ＵＣ３８５２ 的 ＣＣＭ 效 ．文 １㊀ 图 ＰＦＣ 拓 图 腾 柱 扑 结 构 献 ［ ４５ ］ ＣＲＭ 平 仍 然 使 用 均 电 流 控 制 方 式 ， 但 是 Ｓ 为 ＭＯＳＦＥＴ， Ｄ ， Ｄ 为 Ｃ ， 二 极 管 ，Ｌ ， 对 图 腾 柱 拓 扑 做 了 改 进 ， 使 用 了 交 错 并 联 技 术 ， 达 ㊀ ㊀ Ｓ， 别 为 电 感 ， 电 容 ， 电 阻 交 流 电 正 半 周 期 ， ．在 ．文 ６ ］对 Ｒ 分 到 了 比 较 好 的 效 果 ， 但 是 多 用 了 电 感 献 ［ 开 ， 交 流 电 通 过 电 感 、 电 感 充 电 ， Ｓ 打 Ｓ 、 Ｄ ，对 标 准 图 腾 柱 拓 扑 和 交 错 并 联 图 腾 柱 拓 扑 做 了 实 当
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引 言
验 ， 电 流 情 况 下 ， 标 准 图 腾 柱 拓 扑 效 果 不 ＣＲＭ 的 理 想 ． ㊀ ㊀ 本 文 的 控 制 方 法 针 对 标 准 图 腾 柱 拓 扑 ， 较 交 错 并 联 图 腾 柱 拓 扑 没 有 增 加 额 外 的 器 件 ；使 用 较 和 更 低 的 高 的 功 率 因 ＣＣＭ， ＣＲＭ 有 ＴＨＤ，更 数 ； 使 用 跟 踪 滞 环 控 制 ， 控 制 过 程 简 化 ．