新聞中心

EEPW首頁 > 電源與新能源 > 設計應用 > 用DSP實現(xiàn)功率因數(shù)校正

用DSP實現(xiàn)功率因數(shù)校正

作者: 時間:2012-01-16 來源:網(wǎng)絡 收藏
4 

  采用兩個PI(比例積分)控制器,一個為電流環(huán)路控制,一個為電壓環(huán)路控制。只要有電流環(huán)路,它必須有電流參考信號
             Iref(t)=∣γio·Vi·Sin(wt)∣

Iref(t)的電源頻率為2ω(100Hz).

  為了達到PFC的目的,電流環(huán)路控制帶寬為1.5KHz~2.5KHz比較合適。這里,有兩個問題值得注意。首先,來自電流傳感器的值不必低通濾波,因為這樣用會造成不可接受的滯后相移,可能導致工作不穩(wěn)定。其次,在進入CCM之前, 升壓轉換器工作在DCM模式,兩種模式有著不同的傳遞功能,也就是兩個不同的動態(tài)。但由于DCM下增益較低,從而沒有任何不穩(wěn)定問題。基于這種思想,一個PI控制器用于電流控制環(huán)路已是足夠的了,并被建議執(zhí)行積分部分,因此動態(tài)特性提高了。比例增益和積分增益的選擇必須保證獲得1.5KHz~2.5KHz的帶寬。

  最后,從測得的輸入電流和電壓波形中,可見電流與電壓在相位和大小上保持一致,因此電源負載表現(xiàn)為純阻性(PF→1),這樣滿足Iin=iL=γio·Vin.

  而電流控制環(huán)路必須跟蹤電流參考波形,得到的電感電流iL必須與Iref盡可能接近。至于電壓控制環(huán)路,必須保證帶寬為10Hz~30Hz。

  前面描述的控制算法已經(jīng)在變頻空調(diào)上得到實現(xiàn),有關電參數(shù)如下: 

  輸入電壓Vin=160~260Vrms, 輸出電壓Vout=385V, 輸出最大功率Po=2400W, 升壓電感L=0.6 mH ,輸出電容Co=1000 uF ,開關頻率 f=20KHz.

  ADMC328是AD公司推出的定點DSP,單周期指令執(zhí)行時間50ns 。ADMC328有三相16位PWM用于電機控制,兩個獨立的8位輔助PWM,頻率范圍39KHz~10MHz,輔助PWM的頻率值被專用寄存器設置。在PFC應用中,我們選擇開關頻率為20KHz,AD轉換器采集電流值(SHUNT),采樣頻率 4.2KHz,8bit精度。這個系統(tǒng)比較特殊的是,在ADC和輔助PWM之間沒有關聯(lián),換句話說,ADC和輔助PWM工作上是完全獨立的。因此,我們可以脫離主程序(象電機控制),單獨執(zhí)行PFC程序。PFC程序被每一個PWMSYNC中斷執(zhí)行。電流值和電壓值由AD轉換器獲得。所有這些信號足以控制整個PFC。而且ADMC328的售價低于3美元。


5 分離件代替模塊

  目前,實現(xiàn)PFC的電路有模塊化和分離件兩種方案。模塊化方案中,把驅動部分和升壓二極管及MOSFET(或IGBT)封裝在一起,其雜散電感小,開關尖峰電壓小,可靠性高,但成本也高,并且由于沒有緩沖電路,開關損耗大,EMI也比較大。 考慮到變頻家電的低成本化,我們采用分離元件方案,并且采用LC無源元件和快恢復二極管組成的無耗緩沖電路(如圖1)。這種LC電路改變了開關管的開關過渡過程,使開關電壓、電流的改變不是突變的(即硬開關)而是緩變的(即軟開關),從而顯著地減小了開關損耗,并提高電路的可靠性。
DSP

圖1 無耗緩沖電路



參考文獻:

1 Analog Devices INC.,ADMC328 28-Lead Rom-Based DSP Motor Controller,Data Sheet,(1999)

2 De Mari Yves,Motion Control Group,Milan Lab,EASY POWER FACTOR CORRECTOR USING A

上一頁 1 2 下一頁

評論


相關推薦

技術專區(qū)

關閉