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基于Matlab的高功率因數(shù)校正技術(shù)的仿真

作者: 時(shí)間:2011-06-03 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

  對(duì)(1)進(jìn)行離散化處理得到:

   (2)

  式中: 為比例系數(shù); 為積分系數(shù);

  T為采樣周期; 為積分時(shí)間常數(shù)。

  PI系數(shù)的確定通常通過實(shí)驗(yàn)確定,或通過湊試,或者通過經(jīng)驗(yàn)公司來確定。

  陷波濾波器的設(shè)計(jì)可根據(jù)公式(3)確定

 ?。?)

  式中: 是濾波頻率的角速度;Q值按不同的要求確定。離散化可以由的sysd=c2d(sys,Ts)方程方便的實(shí)現(xiàn)。

  5.3 DSP控制的實(shí)現(xiàn)[3]

  這里采用TI公司的16位TMS320LF2407來實(shí)施控制方案。對(duì)電流回路和電壓回路分別采用20kHz和10kHz的控制頻率。兩個(gè)中斷程序INT2和INT3用來完成PFC的數(shù)字控制,其中斷程序 INT2負(fù)責(zé)3個(gè)輸入的采樣以及電流回路的PI控制,中斷程序INT3負(fù)責(zé)電壓回路的PI控制以及陷波濾波。圖10是主程序控制流程圖,其中INT2的中斷優(yōu)先級(jí)高于INT3,所以當(dāng)INT3沒有完成而INT2中斷發(fā)生時(shí),INT3將懸掛,直到INT2中斷程序運(yùn)行結(jié)束后才能繼續(xù)運(yùn)行。

圖7 主程序流程圖

  5.4 結(jié)果及分析

  根據(jù)圖6和TMS320LF2407的特性在的Simulink中進(jìn)行得到圖如圖8所示,由圖可知,DSP數(shù)字控制PFC使輸入電流很好地跟隨輸入電壓,而且完全消除了高次諧波電流,實(shí)現(xiàn)了的目的。從這里可以看出單相Boost PFC電路的數(shù)字控制的優(yōu)點(diǎn)是元器件少,便于系統(tǒng)調(diào)試和維護(hù);另外DSP內(nèi)部的數(shù)字處理不會(huì)受到電路噪聲的影響,避免模擬信號(hào)傳遞的畸變p失真,因此控制可靠;還有因?yàn)檐浖邪瑥?fù)雜的控制系統(tǒng)因而顯著的減少了電路的尺寸。缺點(diǎn)是在整流器件方面采用數(shù)字控制研究開展的還不多,成熟的控制算法難以獲得,此外數(shù)字控制芯片如DSP的價(jià)格相對(duì)較高等等。

圖8 Boost PFC數(shù)字控制器輸入電壓電流仿真圖

  6.結(jié)論

  從上面的分析可以知道,模擬控制器和數(shù)字控制器在單相Boost電路中都可以提高,消除高次諧波電流和降低總諧波畸變因數(shù)(THD),完全的實(shí)現(xiàn)了功率因數(shù)的目的,但是數(shù)字控制器在相比于模擬控制器,在功率因數(shù)校正的效果上更優(yōu),且能減少元器件數(shù)量和顯著的降低電路的體積;便于電路的維護(hù)和升級(jí),且不易受環(huán)境的影響。雖然用于數(shù)字控制電路中的DSP價(jià)格還比較高,但是隨著時(shí)代的進(jìn)步,DSP價(jià)格的進(jìn)一步降低和控制算法的成熟,相信在不遠(yuǎn)的將來,數(shù)字控制器一定會(huì)取代模擬控制器廣泛的應(yīng)用于PFC電路中。


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