基于Matlab的高功率因数校正技术的仿真

　　对（1）进行离散化处理得到：

　　 （2）

　　式中： 为比例系数； 为积分系数；

　　T为采样周期； 为积分时间常数。

　　PI系数的确定通常通过实验确定，或通过凑试，或者通过经验公司来确定。

　　陷波滤波器的设计可根据公式（3）确定

　　（3）

　　式中： 是滤波频率的角速度；Q值按不同的要求确定。离散化可以由Matlab的sysd=c2d(sys,Ts)方程方便的实现。

　　5.3 DSP控制的实现[3]

　　这里采用TI公司的16位TMS320LF2407来实施控制方案。对电流回路和电压回路分别采用20kHz和10kHz的控制频率。两个中断程序INT2和INT3用来完成PFC的数字控制，其中断程序 INT2负责3个输入的采样以及电流回路的PI控制，中断程序INT3负责电压回路的PI控制以及陷波滤波。图10是主程序控制流程图，其中INT2的中断优先级高于INT3,所以当INT3没有完成而INT2中断发生时，INT3将悬挂，直到INT2中断程序运行结束后才能继续运行。

图7　主程序流程图

　　5.4 仿真结果及分析

　　根据图6和TMS320LF2407的特性在Matlab的Simulink中进行仿真得到仿真图如图8所示，由图可知，DSP数字控制PFC使输入电流很好地跟随输入电压，而且完全消除了高次谐波电流，实现了功率因数校正的目的。从这里可以看出单相Boost PFC电路的数字控制的优点是元器件少，便于系统调试和维护；另外DSP内部的数字处理不会受到电路噪声的影响，避免模拟信号传递的畸变p失真，因此控制可靠；还有因为软件中包含复杂的控制系统因而显著的减少了电路的尺寸。缺点是在整流器件方面采用数字控制研究开展的还不多，成熟的控制算法难以获得，此外数字控制芯片如DSP的价格相对较高等等。

图8 Boost PFC数字控制器输入电压电流仿真图

　　6.结论

　　从上面的分析可以知道，模拟控制器和数字控制器在单相Boost功率因数校正电路中都可以提高功率因数，消除高次谐波电流和降低总谐波畸变因数（THD），完全的实现了功率因数校正的目的，但是数字控制器在相比于模拟控制器，在功率因数校正的效果上更优，且能减少元器件数量和显著的降低电路的体积；便于电路的维护和升级，且不易受环境的影响。虽然用于数字控制电路中的DSP价格还比较高，但是随着时代的进步，DSP价格的进一步降低和控制算法的成熟，相信在不远的将来，数字控制器一定会取代模拟控制器广泛的应用于PFC电路中。