【《有源功率因数校正控制方法综述》1900字】

有源功率因数校正控制方法综述目录TOC\o"1-3"\h\u25965有源功率因数校正控制方法综述 12021.1平均电流控制 1274151.2峰值电流控制 2232181.3滞环电流控制 354541.4恒频控制 3190391.5变频控制 4当前比较常见的几种有源功率因数校正技术的控制手段有常见的平均电流控制、峰值电流控制。此外，还有滞环电流控制（CCM模式），恒频控制及变频控制（DCM模式）。接下来会一一介绍这几种控制方法。1.1平均电流控制传统双闭环PI控制就是平均电流控制。内环控制是指电感电流的输出值作为其输入的反馈所构成的电流内环控制，外环控制是输出电压作为输入电压反馈所构成的电压外环控制。该控制方法的控制思想是把输入电压控制调节从而得到输出电压，将输出电压和系统期望电压作差后得到差值信号，再经过放大器和乘法器的调节终而得到一个半波信号，相位和频率与输入电压的相位和频率一样。这个控制方法就是把电路的采样电流经过PI调节器的调节实现平均处理，通过驱动模块的作用是将PI调节器的产生的信号转变为驱动信号，进而控制功率开关管的通断。乘法器的作用是将信号的等级改变，例如当输出电流比平均电流值小时，可以通过增大乘法器的增益来调节占空比，此时随着延长开关管的导通时间增加，输入电也会相应变大。电感上的电流的平均值通过控制会出现半个正弦波波形，并且会随着输入电压波形变化而变化。但是其存在一个缺点，就是传统的电流感测电路以数字的方式感测功率开关管每个周期的电感电流的平均值，能实现更低的谐波失真和更高的功率因数，但是计算量非常大。平均电流控制方式的另一个缺点时负载变化的时候，响应速度很慢。图1.17平均电流控制的系统结构图1.2峰值电流控制峰值电流控制与平均电流控制不同的是，平均电流控制需要计算平均值，但是峰值电流则不需要。它是对电感上的电流的峰值进行测量控制的方法，通过负反馈调节，使输入的峰值能随着输出峰值变化而变化。这种控制方法的控制思想是通过采集到的开关管的电流，与基准信号的电流峰值作差值，经过PI调节器用来控制开关管的PWM信号，并且生成只用来控制功率开关管关断的PWM信号，而功率开关管的开通则是由固定的时钟信号来控制的。峰值电流控制的优点是控制电路结构设计简单、暂态响应速度快以及能实现自动均流并联的功能，但是该控制方法对噪声影响很敏感，并且由于PWM信号的占空比大于50％之后会出现开环不稳定的情况，所以需要对其进行斜坡补偿REF_Ref5265\r[7]。图1.18峰值电流控制的系统结构图1.3滞环电流控制相比于其他几张功率因数控制方法来说，滞环电流控制是最简单的。这种方法的控制思想是用电感电流的值和上限阈值及下限阈值作比较生成控制信号。在控制电路中，功率开关管开通时，电网电能涌入，电感电流会缓慢上升。在电流上升的过程中，会出现电流大于预先设定的上限阈值的情况，滞环模块就会输出低电平信号，这个低电平信号会控制开关管关断，另外一条支路的电感开始作为电源放点，随着电能的逐渐消耗，电感电流逐渐下降，此时的电感电流下降到下限阈值的时候，滞环比较模块就会从输出控制开关管的打开的高电平信号，驱动开关管导通，此时恢复到第一个过程之前的状态，并且电感不再放电，反而开始充电，电感电流开始上升，一直重复这种过程，从而对电路进行控制。滞环电流控制的优点是稳态性能好，不需要斜坡补偿，但是缺点也很明显，因为检测以及电感电流的控制需要整个周期的时间，开关的频率受负载的影响会很大，没有办法去确定开关的频率，因此只能按照最低频率去设计滤波器。图1.19滞环电流控制的电路图1.4恒频控制功率因数校正电路使用恒频控制的时候，有着恒定的开关频率。开关的频率恒定之后，如果输出功率恒定并且输出电压值也恒定不变的话，那么控制信号也会保持固定的占空比，进行恒频控制之后，能使得输入电流能和输入电压变化一致，这里的一致不仅是幅度成正比，还包括相位，实现功率因数校正。恒频控制的优点是控制简单，输出电压大小和输入电压差的越多，输入电流波形的畸变程度越小，校正的效果也越好。1.5变频控制当使用变频控制方法控制功率因数校正电路时，由开关管的输入脉冲的占空比确定平均输入电流的大小，占空比指的是脉冲每个周期内的导通时间与周期的比值，并且在每个周期内其占空比都不会发生变化。变频控制里的电感电流必须始终是处于临界导电状态，这个控制过程比较复杂，但是只有在这种情况下才能实现稳定控制。目前业内对这种控制方法的研究比较少。近些年，其他的一些新型控制方法出现在人们的视野之中，例如滑膜控制、预测控制、微分平坦控制和复杂逻辑控制。滑模控制有着自然的鲁棒性，但是很少用到AC-DC；预测控制的效果比较理想，但是控制器的设计很复杂，处