软开关PFC电路的倍频感应电源的设计与仿真

　　(6)模式6[t5，t6]：L1电流衰减到0母线电感电流L1通过VD7向C2充电，当C2电压为0后，流过L0的电流经VD0流向负载C0和R0接着回到模式1。

　　1.2 后级倍频逆变电路

　　倍频式高频逆变电源电路如图1右边部分所示。在图中，由VT11～VT41构成第一组逆变桥，由VT12～VT42构成第二组逆变桥，两组逆变桥轮流导通1个谐振周期，每个IGBT器件都以额定负载电流工作。这样，如果IGBT的允许开关频率为f0，则电源的输出频率为2f0。

　　分时-移相的控制方法是通过调节对角桥臂导通的相位差来调节功率。如图3所示，VT11与VT41之间有一个移相角，满功率的时候，角度为0，分时-移相调功就是通过调节移相角φ的大小实现功率的改变。

　　2 系统控制策略

　　控制系统主要采用Altera公司的MAXⅡ系列CPLD芯片EPMl270T144C5和TI公司的TMS320LF2407A型DSP。控制环节由数字锁相环、PWM控制模块、分时脉冲控制模块、DSP移相功率调节环节以及DSP-PFC环节组成。CPLD锁相环模块跟踪负载谐振频率，同时接收DSP输出的数字移相角大小，从而经PWM、分时模块计算输出8路移相触发脉冲。DSP计算负载输出功率，与功率设定值比较，经积分分离PI算法输出移相角度;DSP还要对CCM模式下的软开关Boost电路进行平均电流控制。此外还要实现设置、保护以及显示等功能。

　　3 仿真与试验波形

　　基于以上理论分析和系统的硬件与软件设计，应用Matlab仿真软件对电路进行了仿真。仿真参数如下：输入单相220 V，输入等效阻抗1 mΩ，母线电感6 mH，输出电容3 300μF，缓冲电感4μH，谐振电阻R为22 Ω，电感为1×10-6，电容为1.15×10-6。在仿真分析的基础上，对1 kW感应电源样机进行了实验，表明实验与仿真结果基本一致，验证了理论设计与系统仿真的正确性。

　　4 结语

　　通过仿真与试验结果可以看到，应用软开关PFC电路的倍频感应电源，不仅实现了输入侧单位功率因数，而且借助于一些缓冲辅助器件，开关管工作在软开关状态，损耗大大降低，为逆变模块输出稳定的直流电压。该设计具有较高的实用价值。