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基于DSP数字化控制的高频PFC的仿真和实现

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（ ｏｌ ｅｆＥ ｃｉ ｌ ｎｉ ｅ ｎ Ｃｌｇ ｌｔｃ ｇｎ ｒｇ，Ｚ ｅａ ｎ ｅｉ ，Ｈ ｎｚｏ １０７ ｅ ｏ ｅ ｒａ Ｅ ｅ ｉ ｈ ｉ Ｕ ｉ ｒｔ ｊｎ ｇ ｖ ｓｙ ａｇｈｕ３０２ ）
Ａｂ ｔａ ｔ ｈ ｓｐ ｐ ｒｐ ｅｅ ｔ ａ ｄ ｓｇ ｎ ｔｅ ａ ｐ ｃ ｔ ｎ ｏ ｅ ＤＳ ｒｃ ｓｏ ＭＳ ２ Ｆ ４ ｏ ｅ ｄ ｕ ｌ－ｏ ｐ ｃ ｎｒ ｌｏ Ｆ ｓ ｒ ｃ ：Ｔ ｉ ａ ｅ ｒ ｓ ｎｓ ｅ ｉ ｎ ｏ ｈ ｐ ｈ ａｉ ｆｔ Ｐ ｐ ｏ ｅ ｓ ｒＴ ３ ０ ２ ０ ｆｒｔ ｏ ｂ ｅ ｌｏ ｏ ｔ ｆ Ｃ ｏ ｈ ｈ ｏ Ｐ ｓｍｕａｅ ｙ Ｓｍｕｉ ｋ ｈ ｐ ｈ ａｉｎ ｅ ｉ ｉ ｃ ｓｐ ｏ ｅ ｙ ｔｅ ｅ ｐ ｒ ｎ ｅ ｕｔ ． ｉ ｌ ｔｄ ｂ ｉ ｌ ．Ｔ ｅ ａ ｐ ｃ ｔ ｆ ｃｅ ｙｉ ｒ ｖ ｄ ｂ ｘ ｉ ｎ ｏ ｎ ｈ ｅ ｍｅ ｔ ｓ ｓ ｒ ｌ Ｋｅ ｒ ｓ Ｆ ｙ ｗｏ ｄ ：Ｐ Ｃ；Ｄ Ｐ；ｓｍｕｉｋ；Ｐ ｏ ｔ ｌ Ｓ ｉ ｌ ｎ 装 置 可 加 大 电容 滤 波 ， 使 得 交 但
功率 因数 ； 为 后 一 级 电路 提 供 平 滑 的 直 流 电压 。 ② 其 Ｂ ｓ 升压 回路 控 制模 型 ［ 如 图 １ 示 。 ｏｔ ， 所
流侧输人功率 因素降低 ， 谐波噪声水平提高 ， 降低 了 用 电的效 率 ， 电 网产 生严 重 的谐 波 污染 。 对
果。
关键 词 ： 高频 功 率 因数 校 正 ； 字信 号 处理 器 ；ｉ ｌ ｋ仿 真 ；Ｉ 制 数 Ｓ ｉ ｍｕ ｎ Ｐ控
中图分 类 号 ：Ｍ７ １ ．３ Ｔ ２ ３ ２ Ｔ ６ ２ ； Ｐ ７ 、
文献 标 识码 ： Ａ
文 章编 号 ：０１ ４５（０２０ — ０６ ０ １ — ５１２０）５ ０２ — ４ ０
Ｐ Ｃ的实 现 成 为 了 可 能 。Ｔ ３ ０ ２ ０是 １ 公 司 推 Ｆ ＭＳ ２ Ｆ ４ 『 １ 出的应 用 于 电机 和 电源 控 制 的典 型 芯 片 ， 芯 片 具 该
采 用 Ｃ Ｍ 模 式 ， 电感 电 流连 续 模 式 ， 入 输 Ｃ 即 输 出电流 纹 波小 ， ＭＩ ， 波 器 体 积 小 ， 流 峰值 比 Ｅ 小 滤 电
章 兴 华 ， 为麟 吴
（ 江 大学 电气工程 学院 ， 江 杭州 浙 浙 ３ ０２ ） １０７
摘
要： 就应 用 Ｄ Ｐ芯 片 Ｔ Ｓ ２ Ｆ ４ Ｓ Ｍ ３ ０ ２０的 双 环 Ｐ Ｃ数 字 式 控 制 的 实现 进 行 了研 究设 计 ， 基 于 Ｆ 并
Ｓｍ ｌ ｋ对 Ｐ Ｃ控 制 的控 制 模 型 系统进 行 了仿 真 ， 此基 础 上 进 行 了实验 ， 到 了较 为 满 意 的 结 ｉ ｕｉ ｎ Ｆ 在 得
Ｄ Ｍ模 式要 小 ， 件 的应 力 相 对 也 更 小 。应 用 Ｄ Ｐ Ｃ 器 Ｓ
数 字 芯片 ， 相对 较 复杂 的控制 也 能较 好地 实 现 。 其
Ｐ Ｃ属 于一 次 电 源 范 畴 ， 时具 有 整 流 和稳 压 Ｆ 同 功 能 ， 以必 须 同 时引 入 电压 和 电 流 反 馈 构 成 一 个 所 双环 控 制 系 统 。用 外 环 即 电 压 环 实 现 输 出 电压 稳 定 ， 内环 实现 输 入 电流 整 流 使 之 成 为 与 电 压 同 相 而 位 的标 准 正 弦波 。
功率 因数校 正 器 主 要 有 ２个 功 能 ： 控 制 电 感 ① 电流波 形 ， 它能 跟踪 输 入 电压 的波形 ， 而 得到 高 使 从
有 应用 于 高速 信 号 处理 和 数字 处 理 功能所 必 须 的结 构 特点 【 。本 文 就应 用 １ 公 司 Ｔ ３ ０ ２ ０芯片 的 １ Ｊ 『 １ ＭＳ ２ Ｆ ４
双 环 Ｐ Ｃ控 制 的 实 现 进 行 了研 究 ， 基 于 Ｓ ｕｉ Ｆ 并 ｉ ｌｋ ｍ ｎ
对 Ｐ Ｃ控 制 的控 制模 型 系 统进 行 了仿 真 和实 验 。 Ｆ ２ Ｐ Ｃ工 作模 型 和 控制 分析 Ｆ
维普资讯
．
２ ． ６
Ｍ ｃａｉａ ＆ ＥｅｔｃｌＥｇｎｅ ｎ ａａｉ Ｖ １１ Ｎ ． ２０ ｅｈｎ ｌ ｃ ｌ ｒ ａ ｎｉ ｒ ｇＭ ｇｚｎ ｃｉ ｅｉ ｅ ｏ．９ ｏ５ ０ ２
机电工程
２０ ０ ２年 第 １ ９卷 第 ５期
基 于 Ｄ Ｐ数 字 化 控 制 的 高 频 Ｐ Ｃ的 仿 真 和 实 现 Ｓ Ｆ
图 １ Ｂ ｏｔ有 源 功 率 因数 校 正 原 理 模 型 图 ｏｓ
用 Ｂｏｔ ｏｓ变换 器 实 现 的 Ｐ Ｃ具 有 许 多 优 点 ， 是 目 Ｆ 也
前 应用 最 广 泛 的 Ｐ Ｃ变 换 电路 。随 着 高 速 功 能 强 Ｆ 大 的 Ｄ Ｐ控 制 器 芯 片 应 用 的 成 熟 ， 质 量 的高 频 Ｓ 高
为 了减少 电子 仪器 输 入端 谐 波 电流造 成 的 噪声 和对 电 网产生 的谐 波 “ 染 ” 同 时 为 了提 高 输 入 端 污 ， 的功率 因数 ， 必须 把 电 子 仪 器 的谐 波 限 制 在 一 定 范
围 内。
现在 ， 率 因素 校 正 （ Ｆ ） 术 已 经 比较 成 熟 ， 功 ＰＣ 技

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VIENNA整流器PFC控制的设计与实现

VIENNA整流器PFC控制的设计与实现

VIENNA整流器PFC控制的设计与实现张勇;张晓丽;王卓琳;古韶辉;吴昊【摘要】伴随着电力电子技术不断发展,电力电子装置的应用日益广泛,随之也给电网带来了谐波污染.具有功率因数高,输入电流谐波小,开关损耗低、稳定性强等优势的VIENNA整流器拓扑电路应运而生.本文基于VIENNA整流器拓扑电路可以工作在较高的开关频率下,采用DSP实现PFC控制,合理的设计了主回路参数和PFC环路.最后通过试验表明,在双闭环控制策略下,VIENNA整流器PFC控制系统具有谐波含量低、功率因数高、动态性能良好的特性.【期刊名称】《电子世界》【年(卷),期】2016(000)021【总页数】3页(P76-77,79)【关键词】电力电子;谐波污染;VIENNA整流器;PFC控制;DSP【作者】张勇;张晓丽;王卓琳;古韶辉;吴昊【作者单位】许继电源有限公司;许继电源有限公司;许继电源有限公司;许继电源有限公司;许继电源有限公司【正文语种】中文VIENNA整流器拓扑电路由Kolar J。

W等学者提出,此电路使用得功率器件少,功率开关管承受一半的母线电压,减小了功率器件耐压值,提高产品输出效率[1]。

VIENNA整流器拓扑电路可以应用在不间断电源、航空电源、风力发电、光伏发电、电动汽车充换电站、工业变频器等领域。

本文在VIENNA整流器拓扑结构的基础上完成了功率主回路和DSP数字芯片控制算法的实现,制作一台6KW试验样机。

VIENNA整流器拓扑电路原理图如图1所示,其中Va、Vb、Vc是三相交流输入, La、Lb、Lc是升压电感,L1、L2、L3是滤波电感,快速恢复二极管(D1～D6)构成不控整流桥,有源滤波部分由三个双向功率开关管(Qa1～Qa2、Qb1～Qb2、Qc1～Qc2)星形连接实现三电平输出,同时还有两个正负母线电容C1、C2及RL电阻组成[2]。

PFC主拓扑控制结构框图如图2所示:Va、Vb、Vc三相输入经过EMI滤波然后经过升压电感,由DSP芯片的模数转换接口采样到芯片内核中,然后通过电压反馈补偿器,输出反馈电压信号,随后通过乘法器将反馈电压信号与输入电压的全波波形相乘,得到整流之后的电流参考值。

基于DSP的高频开关电源分析

基于DSP的高频开关电源分析


转化模 块 ，ＥＶＡ、ＥＶＢ（事件管 理器），用 在事件管理 上 ，提升 处理速 散递 推 ，得 出ＰＩＤ的算法 控制 。
度 ，高达４０００万／ｓ，体现ＤＳＰ技术 的能力 和控制性 能。
３ 高频 开 关 电源 ＤＳＰ应 用 的 注 意事 项
然后 是ＤＳＰ在 １ｋｗ高频开关 电源 内的移相控制 ，存在移相角 和 死区 ，ＤＳＰ技术 中的Ｔ２ＣＮＴ（计数器寄存器），存在周期 中断 、下溢 中 断的情况 ，需根据Ｔｌ ＣＮＴ（Ｉ－｛数器寄存器）连续减时，匹配合适 的服务
２．２ ３ｋｗ高频 开 关 电 源设计 技 术
压 的运用 ，依照 当地的额 定电压 ，如果ＤｓＰ在高频开关 电源中的功能 较多 ，还需采取切换技术，注重开关 电源的工作效率，尽量 减少 电源
运行 中的无用 功 ，降低高频开关 电源 内的损耗 。 ３．２输 出技 术
ＤＳＰ；￣高频开关电源 内，设计 时要注意输出 电压 ，必须控制在额 定的数值范围 内。输出技术设计期 间，重点降低纹波系数，控制好高
发展状态 ，避免 高频 开关 升 高频开 关电源 的传输效率。
２基 于ＤＳＰ高频 开 关 电源 设 计 技术
以ｌｋｗ￣３ｋｗ的高频开关 电源为例 ，分析基于ＤＳＰ的设计应用 ， 表 明ＤＳＰ在高频开关设计 中的作 用 ，规范高频开 关电源的运用 。
２．１ １ｋｗ高频 开关 电源设 计技 术 ｌｋｗ高频开 关 电源系统 内 ，除了主 电路 以外 ，ＤＳＰ是核心 的组 成结构 ，其为 电源的控制部分 ，完善 电源运行环境 。 首先是高频开 关电源的ＤＳＰ控制 电路 ，运用数字信号 处理器 ，
最后是ＤＳＰ技术在系统控制算法和软件方面 的运用 ，而且ＤＳＰ 技术 ，可以为高频 电源开关提供 高级 的服务 ，缩短 电源运行的周 期， 转型为模块化 的控 制。例如 ：ＤＳＰ芯片 中写入的ＰＩＤ算 法 ，其在３ｋｗ 高频开 关电源 内，用于确保 电源输 出的稳定性 ，实现电压 、电流的动 态稳定 。ＰＩＤ在ＤＳＰ技术 中的控制规律 为 ：
基于DSP的数字电源控制技术研究

基于DSP的数字电源控制技术研究

基于DSP的数字电源控制技术研究数字信号处理（DSP）技术已经渗透到了各种电子设备中，为这些设备提供了高度的灵活性和智能化控制。

在电源控制技术领域，DSP也被广泛应用，促进了数字电源控制技术的发展。

本文将介绍基于DSP的数字电源控制技术研究。

一、数字电源控制技术数字电源控制技术是一种数字信号处理技术，它使用数字芯片作为电源控制器，实现对电源系统进行准确的控制。

数字电源控制技术具有很强的控制精度、响应速度和稳定性，可以保证电源系统的安全性、稳定性和高效性。

它与传统的模拟电源控制技术相比，具有更高的灵活性和更好的控制性能。

二、基于DSP的数字电源控制技术基于DSP的数字电源控制技术是数字电源控制技术的一种形式，它利用DSP芯片作为电源控制器进行进行信号处理和控制。

DSP在数字电源控制技术中的应用，主要体现在三个方面：数字控制、数字滤波和数字调制。

数字控制是指将控制信号从模拟信号转换成数字信号，并使用DSP芯片对数字信号进行处理，实现电源控制。

利用DSP芯片可以实现高速、高精度、多通道、多模式的数字控制，具有更好的控制性能。

数字滤波是指利用数字信号处理技术对电源系统中的信号进行滤波，消除噪声和杂波等干扰信号，从而保证电源系统电路中的信号质量。

DSP芯片具有强大的数字滤波功能，可以满足电源系统中不同频段信号的滤波要求。

数字调制是指利用数字信号处理技术实现电源中不同的调制方式，如PWM调制、SPWM调制、SVPWM调制等。

DSP芯片具有灵活的数字调制功能，可以实现多种数字调制方式，并选择合适的调制方式对电源系统进行控制。

三、数字电源控制技术在电源系统中的应用数字电源控制技术在电源系统中的应用非常广泛，可以应用于各种类型和规模的电源系统，如低压、中压和高压电源系统、直流和交流电源系统等。

1. 电力电子设备数字电源控制技术可以应用于电力电子设备中，如变流器、逆变器、交流电机驱动器、直流电机驱动器、风力发电机、太阳能发电等，对电力电子设备的输出特性进行数字控制，提高了电力电子设备的效率、稳定性和性能。

基于DSP的电力电子系统设计与实现

基于DSP的电力电子系统设计与实现

基于DSP的电力电子系统设计与实现概述随着电力电子技术的不断发展和应用，数字信号处理（DSP）在电力电子系统中的应用日益广泛。

DSP技术的引入为电力电子系统的设计和实现带来了诸多创新和改进，提升了系统的性能和可靠性。

本文将探讨基于DSP的电力电子系统设计与实现的相关内容，以及其在实际应用中的优势和挑战。

一、DSP在电力电子系统中的作用DSP技术是将模拟信号转换为数字信号，并对数字信号进行处理和分析的一种技术手段。

在电力电子系统中，DSP可用于控制策略的设计、信号采集与处理、功率变换和滤波等方面。

它不仅提供了强大的数据处理和计算能力，还能实现控制策略的灵活调整。

1. 控制策略设计DSP技术在电力电子系统中最主要的应用是控制策略的设计与实现。

通过采集电力电子系统中的各种信号（如电流、电压等），使用DSP芯片进行实时处理，并根据系统的控制要求生成相应的PWM信号，从而实现对系统的精确控制。

这种基于DSP的控制策略具有响应快、稳定性好、可靠性高等优点，对于电力电子系统的稳态和动态性能的提升起到了重要的作用。

2. 信号采集与处理电力电子系统中的信号采集与处理是指通过传感器等装置将模拟信号转换为数字信号，并对其进行滤波、放大、修正等处理。

采用DSP技术进行信号采集与处理具有高精度、低延迟和高灵活性的优势。

通过合理的滤波和处理算法，可以有效减少系统中的噪声和干扰，提高系统的信号质量和可靠性。

3. 功率变换基于DSP的电力电子系统设计与实现中，功率变换是其中的重要环节。

DSP 技术可以实现电力电子器件的高效控制和变换，通过对电流和电压的调节，实现电能的传输与变换。

此外，DSP技术还可以实现多电平逆变器的控制策略，提高变频器的输出精度和稳定性，减小谐波失真和电流畸变。

二、基于DSP的电力电子系统设计与实现的优势1. 高性能和高可靠性基于DSP的电力电子系统设计与实现具有高性能和高可靠性的优势。

DSP芯片具有强大的计算能力和高速运算能力，能够满足电力电子系统中复杂控制算法的需求。