基于DSP的單相APFC的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、減小電力電子裝置尤其是傳統(tǒng)的AC/DC整流器對(duì)電網(wǎng)的諧波污染，提高裝置的功率因數(shù)，日益受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的密切關(guān)注。伴隨著數(shù)字控制技術(shù)的不斷發(fā)展，越來(lái)越多的功率因數(shù)校正(PFC)控制策略通過數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)得以實(shí)現(xiàn)。數(shù)字化控制電源已成為當(dāng)今開關(guān)電源產(chǎn)品設(shè)計(jì)的潮流。
　　數(shù)字控制有如下優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)化硬件電路，克服了模擬電路中參數(shù)溫度漂移的問題，控制靈活且易實(shí)現(xiàn)先進(jìn)控制等，使得所設(shè)計(jì)的電源產(chǎn)品不僅性能可靠，且易于大批量生產(chǎn)，從而降低了

2、開發(fā)周期。
　　本文主要介紹了基于DSP數(shù)字控制的有源功率因數(shù)校正(APFC)的開關(guān)電源的總體設(shè)計(jì)方案。論文綜述了PFC的控制方式和數(shù)字控制的特點(diǎn)，對(duì)PFC數(shù)字控制領(lǐng)域各種已有的控制算法和采樣算法進(jìn)行了總結(jié)，并分析其各自的優(yōu)點(diǎn)與不足。在平均電流模式控制的有源功率因數(shù)校正技術(shù)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了基于DSP數(shù)字控制單相功率因數(shù)校正器，用數(shù)字電路代替?zhèn)鹘y(tǒng)的模擬電路來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)回路的控制。采用雙環(huán)控制的策略，內(nèi)環(huán)通過瞬時(shí)值控制獲得快速的動(dòng)態(tài)性

3、能，保證輸出畸變率較低，外環(huán)使用輸出電壓的瞬時(shí)值控制，具有較高的輸出精度。而且對(duì)PFC電路的工作原理進(jìn)行了系統(tǒng)的分析，對(duì)電路的小信號(hào)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了研究，建立了系統(tǒng)的簡(jiǎn)化平均小信號(hào)數(shù)學(xué)模型給出了雙環(huán)控制設(shè)計(jì)的詳細(xì)過程。
　　在理論分析的基礎(chǔ)上，本文選擇了TMS320F2812控制芯片進(jìn)行DSP控制,我們?cè)谄銫CS軟件環(huán)境下編寫程序。DSP控制軟件由主程序和一個(gè)中斷服務(wù)子程序構(gòu)成，包含初始化模塊、PI算法模塊、軟啟動(dòng)算法模塊、采樣算法

4、模塊等幾個(gè)可以實(shí)現(xiàn)獨(dú)立功能的模塊，這些功能模塊通過程序主體的控制連接，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)完整的系統(tǒng)。這種軟件系統(tǒng)不僅使程序簡(jiǎn)潔、易讀，而且更便于系統(tǒng)的管理與升級(jí)。在編程上，采用C語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言的混合編程方法來(lái)實(shí)現(xiàn)程序，以達(dá)到最佳地利用DSP芯片軟硬件資源的目的。
　　通過仿真和實(shí)驗(yàn)分析，本文設(shè)計(jì)的基于DSP的單相APFC的開關(guān)電源的功率因數(shù)超過了0.95，符合預(yù)期目標(biāo)，證明了理論的正確性。最后，對(duì)論文進(jìn)行總結(jié)，并指出該課題今后的研究方向。