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三相双开关四线PFC电路CCM控制策略的研究

作者:时间:2010-07-22来源:网络收藏

在t1时刻关断S1,电压源和储能电感共同向负载提供能量,电感电流下降,由于Uc较小,iLc的下降率更大。该段时间的等效如图4所示。此时a相的电感电流参见式(3):

式中:ILa(t1)为a相电流初值,U01为上半桥输出电压。
同理,c相电流参见式(4):

式中:ILc(t1)为c相电流初值。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/162974.htm


由以上公式推理可得iLa和iLb的波形如图5所示。由于电流的连续模式,a相电感放电阶段不会回零,且变化斜率由相电压幅值决定,如式(1)、式(3)所示。由于单相等效为Boost,当电路运行在模式,占空比计算如式(5)所示:

式中:Uo1是上半桥的输出电压。
第2阶段[π/3~2π/3],正相电流只有a相,所以的通断只会引起iLa的变化。
第3阶段[2π/3~5π/6],a相和b相电压为正,的通断会引起iLa,iLb的变化。电路分析过程均和第一阶段类似。通过上面的分析可知。在[π/6~5π/6]a相的电流跟随其最大相电压,既可以使a相的电流得到最大的补偿,又可以使相邻相的电流得到一定补偿。这种方法简单,可行性高,但由于电路处于部分解耦状态,在第l(或3)阶段无法对c(或b)相进行独立,补偿效果并不理想,如何优化控制以减小c(或b)电流谐波仍有待解决。

2 模式下的控制和仿真
2.1 控制分析

按电感电流是否连续,A电路的工作模式可以分为连续导电模式()、断续导电模式(DCM)和介于两者之间的临界断续导电模式(DCM boundary)。该电路可以工作在DCM和CCM模式下。工作在DCM模式下,THD仍然较大。本文使用平均电流控制技术,由于平均电流控制电路具有体积小,重量轻,系统噪声小,稳定性高等优点,因而得到了广泛的应用。总控制框图如图6所示。


结合第1节的分析,它的基本控制原理是:采用双闭环控制,即电压外环和电流内环相结合。电压外环的任务是采样输出电压和给定比较,差值经过PI调节和交流电压的最大(最小)值相乘作为相位给定,再取样实际输入的电流的最大(最小)值,两者的差值和三角载波比较产生驱动信号,驱动MOS管。上、下桥臂的MOS管完全独立,互不影响。这样控制的好处是:在最大程度上(2π/3的区间里)对每相进行最优控制,控制算法简单,采用数字化的控制方法,成本低。性价比高。实际的校正过程是(以正半桥为例):当输出大于400 V,误差为正,经过PI调节,误差被正向放大,经乘法器得到与输入电压同相位的单位正弦电流也相应增大,与实际电流的差值增加,使PWM的占空比增大,输出电压减小。

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