基于UC3854A控制的PFC中分岔现象仿真研究

摘要：为深入了解基于UC3854A控制的PFC变换器中的动力学特性，研究系统参数变化对变换器中分岔现象的影响，在建立BooST PFC变换器双闭环数学模型的基础上，用Matlab软件对变换器中慢时标分岔及混沌等不稳定现象进行了仿真。在对PFC变换器中慢时标分岔现象仿真的基础上，分析了系统参数变化对分岔点的影响，并进行了仿真验证。仿真结果清晰地显示了输入整流电压的幅值变化对系统分岔点的影响。

　　近年来，功率因数校正技术已在大功率电力电子电路中得到了广泛应用，开关电源功率因数校正(Power Factor CorrectiON，PFC)技术作为用来抑制电网谐波污染及降低电磁污染的有效手段，正在成为电力电子技术研究的重点。

　　目前，基于UC3854A控制的PFC变换器得到了广泛的应用，已有研究表明，这种变换器能够表现出丰富的动力学行为，包括分岔和混沌。系统一旦进入分岔，就会出现严重的谐波畸变，实现不了功率因数校正的目的。因此研究变换器参数变化对分岔点的影响，对分析系统的稳定性很有必要。本文对以UC3854A芯片为核心的Boost PFC变换器进行了仿真，重点分析了影响该变换器分岔点(即进入周期2状态)的因素。这对人们进一步了解PFC变换器中的动力学特性有一定帮助，也为变换器的设计提供了理论指导。

　　1 PFC变换器的建模

　　图1所示为基于UC3854A的平均电流控制型Boost PFC变换器的工作原理图。

图1 平均电流控制型Boost PFC变换器的工作原理图

　　在Boost PFC变换器电路中，整流输入电压vg(t)=Vin|sin(ωlt)|是时变的周期电压，周期为输入交流电压的一半，为Tl=π／ωl，其有效值。　　根据图1，控制电路的数学模型可描述如下：

　　1)电压控制器输出电压的动态特性方程

　　其中

　　2）前馈滤波器输出电压Vff的状态方程

　　3）乘法吕中电流指令信号

　　减去1．5是芯片的设计要求，且当Vvea≤1．5时，乘法器的输出iref=0，由于整流输入电流iL的跟踪作用，使得iL处于饱和下限0 A，系统处于饱和状态。