预测平均电流控制PFC Boost变换电路的研究

随着变换器、开关电源等电力电子设备的广泛应用,电网的电流谐波问题日益严重,因此功率因数校正(PFC)技术已成为电力电子技术领域一个新的研究热点.在分析PFC Boost变换器常用控制方法的基础上,提出了一种新型的预测平均电流控制策略.该策略采用了预测电流控制思想和单周期控制的原理对PFC Boost变换电路进行控制,消除了传统控制方法中的乘法器,且无需检测输入电压,无需内环电流PI调节器,具有实现简单、抗干扰能力强、响应速度快、输入电流谐波成分低、适应输入电压和负载变化范围宽等优点.仿真和实验结果表明该预测平均电流控制策略为有源PFC提供了一种新颖的、简单可行的控制方法.     

无输入整流桥的单级PFC变换器

本文介绍了一种新的单级功率因数校正拓扑，结构简单、成本低、效率高。采用无桥Boost实现PFC功能的同时集成半桥DC-DC变换器。文中分析了它的工作原理并给出了仿真电路图和结果，另外还讨论了降低储能电容电压的方法。     

有源功率因数校正电路控制方法的研究与仿真

如何结合整个控制系统,设计满足要求的有源功率因数校正电路已成为实际应用中必须面对的问题。主电路运用简单高效的Boost型功率因数校正电路,并在电路控制系统采用电流、电压两个闭环,对电流环采用PI控制。用Simulink软件建立了仿真电路,分析PI参数在电力电子开关控制中对输出电压的影响,证明了双闭环PI控制方法解决谐波污染的有效性。     

基于灰色预测和重复控制的两电平单相功率因数校正器的研究

采用GM（1,1）模型设计了一种灰色预测,能准确地预测下一开关周期中所需电量,包括交流输入电压、直流输出电压、升压电感电流、升压电感电流偏差和直流输出电压偏差,实现精确控制。将采用开关周期的电压偏差和电流偏差分别与预测电流偏差和输出直流电压偏差相加,实施重复控制,消弱静差和改善动态特性。制订了基于灰色预测和重复控制的两电平功率因数校正的综合控制策略,并进行了试验研究,试验证明了所提方案的正确性。     

基于DSP的DC/DC Boost PFC模块的并联交错控制研究

本文提出了一种简单的PFC模块并联交错数字控制方案.以三个模块并联为例,利用平均电流控制策略,仅用一个控制器实现了DC/DC Boost PFC模块的并联控制,开关频率为120kHz,取得了良好的均流性能,降低了功率开关管的电流应力;同时,使它们的高频开关相位均匀错开120°,实现了电感电流的交错,减小了输入电流的高频纹波,减小了输入EMI滤波器的差模电感.实验结果证明了该控制方案的可行性,为并联的功率因数校正模块的数字控制提供了一个良好的解决方案.     

基于单周期控制的Boost型APFC电路设计及仿真

单周期控制策略是一种新型的非线性控制策略,相对于传统的控制策略具有响应速度快、电路实现简单、抗干扰能力强等特点,现已被广泛应用到电力技术中。本文采用单周期控制理论,设计了基于Boost拓扑的有源功率因数校正(APFC)电路,分析了单周期控制原理、主电路元器件的参数计算与设计,并通过建模仿真与实际实验对比的方法进行验证,结果证明了电路能够有效改善输入电流谐波问题,提高功率因数,并实现输出电压的稳定控制。     

基于单周期控制的高功率因数软开关电源

针对传统开关电源输入功率因数低、谐波含量高、开关损耗大等缺点,提出了一种基于单周期控制的高功率因数软开关电源,分析了采用单周期控制进行有源功率因数校正的原理,研究了不对称半桥电路实现谐振软开关的不同工作模态,并设计实现了电源实验电路。实验结果表明,采用单周期控制可有效提高系统功率因数,减小输入电流中的谐波含量,且电路设计简单,容易实现。不对称半桥电路利用开关管的寄生电容与功率变压器的漏感进行谐振即可实现零电压开关,有效减少了开关损耗,提高了电源效率。     

基于DSP控制的三相高功率因数PWM整流器研究

提出了基于预测电流控制的电流控制算法，应用于数字控制的三相功率因数校正变换器。此算法可以简洁的实现电流内环，相应地减少了TMS320F240的程序占用资源；与预分解矩阵算法结合，只用一个定时器下溢中断就完成了所有算法。电流预测能实现三相输入电流的跟踪，便于电压环的设计，实现三相电压型PWM整流器的高功率因数。仿真和实验结果验证了预测电流控制器算法的有效性。     

基于模型预测控制的单位功率因数电流型PWM整流器

传统的模型预测控制(model predictive control,MPC)采用基于脉冲响应的非参数模型作为预测控制模型,计算复杂,很难直接应用到快速的实时控制系统领域。该文提出了一种改进的MPC,并将此改进的MPC技术成功地引入到电流型PWM整流器(current source PWM rectifiers,PWM-CSR)的功率因数校正系统中。改进的方法从PWM-CSR控制量与被控制量的传递函数入手,得出整流器的一阶差分方程作为预测控制模型,同时省略传统模型预测控制(MPC)中参考轨迹这一不确定因素,因而克服了传统MPC计算量大,实现困难的缺点,并保留了传统MPC反馈校正、滚动优化的优点。在用DSPTMS320LF2407A为开发平台的实验样机结果表明:改进的MPC用于PWM-CSR的功率因数校正系统中,具有优良的稳定控制性能和快速的动态响应性能。     

基于预测电流控制的三相高功率因数PWM整流器研究

在三相功率因数校正中提出了预测电流数字控制器,它可以简捷地实现电流内环,相应地减少TMS320F240程序所占用的资源。结合预分解矩阵算法,使得整个控制程序只用一个定时器下溢中断资源就完成了所有算法,从而得以实现较高的开关频率。采用的预测电流数字控制器实现了输入电流的闭环控制,三相输入电流能跟踪输入电压相位,三相电压型PWM整流器实现了高功率因数。PWM整流器的电压环采用PI调节器,获得了恒定的输出电压。实验结果验证了分析设计的可行性和有效性。     

带有源浮充平台的单相功率因数校正变换器

为消除Boost变换器用于两级功率因数校正(power factor correction,PFC)器前级时的升压作用对输出电压的影响,作者用充电泵功率因数校正变换器构造了有源浮充平台电路,并将其应用于单相Boost型PFC变换器中,设计了带有源浮充平台的单相功率因数校正变换器。该变换器保持了传统Boost型PFC变换器的优点,输出电压大大降低,拓宽了PFC电路的应用范围,为设计后级DC-DC变换器提供了便利。仿真分析和实验结果均表明,该变换器的输出电压大大降低,可实现单位功率因数校正,具有良好的动态性能。     

基于单周期控制的双频Boost功率因数校正变换器

在传统高频Boost PFC变换器的基础上叠加低频单元,提出了一种基于单周期控制技术的双频Boost PFC变换器。在提高系统性能的同时,提高变换器的效率,适用于大功率场合的应用;控制方式采用单周期控制,简化了控制电路。试验结果表明：该变换器具有较高的功率因数和转换效率,验证了理论分析的正确性。     

一种高效率的无桥Boost PFC拓扑的研究

在大功率应用时,传统的Boost PFC电路的整流桥损耗成为整个开关电源的主要损耗之一。无需整流桥的新拓扑更具效率优势。Dual Boost PFC(DBPFC)即为一种适用于大功率的无桥PFC拓扑。本文在与传统Boost PFC对比的基础上详细分析了DB- PFC的损耗情况,通过计算及实验证明了DBPFC效率比传统Boost PFC提高1个百分点左右。功率越大效率优势越明显。本文还对DBPFC的控制方法作了改进,减小了驱动损耗。     

单周控制三相六开关高功率因数整流器的研究

研究了基于单周期控制的三相六开关高功率因数整流器,推导了三相六开关升压整流器的控制规律,设计了一种基于单周期控制技术的PFC控制器,完成了2kW三相高功率因数整流器的设计与试验。试验结果表明,该系统的功率因数可达0.991,实现了单位功率因数校正和低电流畸变。     

单相有源功率因数校正电路的抗干扰设计

通过建立理想开关模型,以及对Boost拓扑结构进行分析,设计了一种加强输入抗干扰能力的开关控制策略,并应用于功率因数校正电路优化。仿真结果表明,该功率因数校正器结构简单、抗干扰能力强,在无干扰情况下,功率因数由0.667 8提高到0.922 2;在输入有干扰情况下,功率因数由0.557 4提高到0.805 0,且电压输出稳定,开关损耗低。     

Power Factor Correction Using Predictive Current Control for Three-phase Induction Motor Drive System

This paper presents the study of a three phase pulse width modulation inverter-fed induction motor drive with single phase utility input, with and without a power factor correction circuit (PFC). The PFC circuit is controlled with the proposed predictive current control. The effects of the PFC circuit on the magnitude of the input current, harmonic contents and input power factor of the AC drive system are studied. A comparative study of simulation and experimental results for the AC. drive system, with and without PFC circuit, is carried out. The experimental implementation of PFC control of the boost converter controlled three-phase IM drive system using DSP controller board DS1104 is achieved using the proposed predictive control. The proposed PFC control method used to achieve a low input line current harmonics, for obtaining a good power quality with a fast dynamic response for output voltage and line current.     

改进单周期控制有源前端变换器的研究

基于单周期控制(OCC)有源前端(AFE)变换器具有抗电源扰动能力强、动态响应快、鲁棒性强、恒频控制等优点,但在轻载时变换器的功率因数变差,提出了改进OCC策略,采用前馈补偿控制改善轻载时对功率因数的影响,进一步研究采用独立的锯齿波电路完全消除轻载时对功率因数的影响,建立改进OCC AFE变换器的数学模型.理论和仿真实验证明该控制策略的有效性和实用性.     

基于IR1150的无桥Boost高功率因数整流器的研究

传统有源功率因数校正电路中导通器件多,通态损耗大,不适于中大功率场合.基于单周期控制技术的IR1150是一种新型的功率因数校正芯片,无需传统PFC电路所需的乘法器,不需要检测输入电压.以IR1150为控制芯片,提出了一种无桥路高功率因数整流器,分析了其工作原理,对电磁干扰(EMI)和电流检测方案进行了分析与设计.500 W的试验样机表明,该整流器电路结构简单、可靠,而且成本低,功率因数可达0.99.     

电容均压三相四开关变换器预测功率控制

三相四开关变换器直流侧分离电容电压不平衡,将降低其并网电能质量,缩短电解电容寿命。针对该问题,提出了一种直流侧分离电容电压均衡的模型预测功率控制策略。基于αβ两相静止坐标系分析电压矢量,建立功率预测模型。由于直流侧电容中点电压偏差值含有交流分量和直流分量,使用低通滤波器提取直流分量后计算功率补偿值,并计入给定功率,进行模型预测功率控制,实现直流侧分离电容电压均衡。该控制策略无需锁相环和PWM调制,易于实现。通过仿真和试验对其动、静态特性进行分析,验证了所提出控制策略的有效性和可行性。     

AC/DC Buck-Boost PFC变换器滑模变结构及PI调节器综合控制

以AC/DC Buck-Boost PFC变换器为主拓扑,提出滑模变结构电流内环控制与PI调节器电压外环控制相结合的综合控制系统,以实现变换器高性能的单位功率因数校正.仿真和实验研究结果表明,这种控制系统设计兼有滑模控制动态性能、鲁棒性好与PI调节器稳定性好的优点.