一种PFC变换器输入电压前馈控制方法
图4是Boost PFC变换器的稳态输入电流、输入电压和输出电压波形，可以看出输入电流Iin波形准确地跟踪了输入电压Uin波形，从而实现了功率因数校正功能。图5分别为传统的输入电压前馈控制变换器和本文提出的新型输入电压前馈控制变换器在1s时输入电压由220V突变到110V时的仿真波形。由(a)图可以看出在两种方案下变换器均维持较高的功率因数，由(b)图可以看出传统控制变换器回到稳态的时间为0.6s，而本新型控制变换器回到稳态的时间为0.2s，且输出电压的波动范围由传统控制的265V~498V变为本新型控制的348~402V，极大地提高了变换器对输入电压的响应速度，且减小了后级变换器的设计难度。
图4 Boost PFC变换器稳态输入电压、输入电流和输出电压波形
图5 输入电压突变时不同输入电压前馈方案下的变换器输入电压，输入电流及输出电压波形：(a)传统控制与本新型控制下的输入电压、输入电流仿真波形; (b) 传统控制与本新型控制下的输出电压仿真波形
5 结论
本文提出的输入电压前馈控制算法，减少了DSP工作量，得到了相对于传统平均电流控制更高的输入电压响应速度。针对功率因数校正(PFC)变换器普遍存在输入电压过零点附近发生输入电流畸变的问题，本文提出了一种改善PFC变换器输入电流畸变的控制方法。通过在输入电压的过零时刻对输入电流值进行检测，实时修正基准正弦电流的初相角以减弱输入电流畸变现象。仿真结果表明，该控制方案不仅提高了变换器对输入电压的响应速度，而且改善了输入电流的畸变，有效地消除了工作于CCM模式的变换器在过零点附近出现的DCM工作模式。
参考文献
[1] 周志敏, 周纪海, 纪爱华. 开关电源功率因数校正电路设计与应用[M]. 北京: 人民邮电出版社, 2004.
[2] 昌建军, 李春燕, 陈新. Boost 型功率因数校正变换器的数字控制研究[J]. 通信电源技术, 2005, 22 (3): 1-5.
[3] 王跃林, 申群太. 基于DSP数字控制的Boost-PFC系统设计[J]. 通信电源技术, 2007,24 (6): 73-75
[4] Shamim Choudhury. Average Current Mode Controlled Power Factor Correction Converter
TMS320LF2407A. Texas Instruments Application Report, SPRA902, 2003.
[5] P.Todd. UC3854 Controlled Power Factor Correction Circuit Design [C]. Unitrode
Application note, U-134
[6] J.P.Noon, D.Dalal. Practical Design Issues for PFC Circuits [C]. Proc. IEEE APEC, 1997, 51-58.
[7] Yang Jin. Digital Control for SinglePhase Power Factor Correction Based on DSP, 2007,
11: 19-25
[8] 曲小惠, 阮新波. 单相PFC变换器输入电流过零畸变的改善方法[J]. 电气技术, 2006, 03: 33-39
[9] D.M.Van de Sype, K.D.Gusseme, A.P.Van den Bossche, J.A.Melkebeek. Duty-Ratio Feedforward for Digitally
Controlled Boost PFC Converters [C]. Proc. IEEE APEC, 2003,396-402.
[10] J.Sun. On the ZeroCrossing Distortion in Single Phase PFC Converters [J]. IEEE Trans.
Power Electron, 2004, 19(11): 685-692 ■
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