基于FPGA數(shù)字控制的多通道并聯(lián)PFC技術(shù)研究.pdf

1、目前，隨著高功率的電力電子設(shè)備廣泛應(yīng)用于日常生活中，由電力電子設(shè)備對(duì)用電網(wǎng)絡(luò)造成的諧波污染也愈發(fā)嚴(yán)重，對(duì)電網(wǎng)造成了嚴(yán)重危害。功率因數(shù)校正（Power Factor Correction）技術(shù)是抑制電力電子設(shè)備產(chǎn)生諧波污染最有效的措施，它被廣泛應(yīng)用于開關(guān)電源中，以減少電力電子設(shè)備對(duì)電網(wǎng)所產(chǎn)生的諧波污染，改善電能質(zhì)量。一般情況下，功率因數(shù)校正技術(shù)在開關(guān)電源電路中的應(yīng)用，不僅會(huì)降低開關(guān)電源的轉(zhuǎn)換效率，而且增大了開關(guān)電源的體積。因此，研究一種高

2、效率、高功率密度的PFC電源，一直是開關(guān)電源發(fā)展的趨勢(shì)和要求。
　　本文首先描述了諧波產(chǎn)生的原因和影響，以及實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)校正的基本原理，詳細(xì)介紹了實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)校正的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、電感電流工作模式以及控制策略。通過對(duì)各類工作狀態(tài)和特性進(jìn)行分析，最終采用電感電流CCM工作模式下的Boost PFC拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)電路作為主要研究對(duì)象，通過平均電流控制策略實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的閉環(huán)反饋控制。
　　隨著當(dāng)前用電設(shè)備功率等級(jí)的不斷提高，受到Boost P

3、FC拓?fù)潆娐纷陨斫Y(jié)構(gòu)的限制，導(dǎo)致系統(tǒng)電路的輸入電流紋波較大，并且功率器件需要承受較高的電流應(yīng)力，難以滿足高功率等級(jí)應(yīng)用場(chǎng)合要求。為了解決Boost PFC拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)存在的上述缺點(diǎn)，本文通過將Boost電路并聯(lián)多條電流支路，以實(shí)現(xiàn)各支路間的紋波相互抵消和電路分流。通過分析多通道Boost PFC電路工作原理和特征，表明該電路能夠通過各支路電路的分流，降低功率器件的電流應(yīng)力，同時(shí)，各支路間的電流紋波可以相互疊加抵消，可使整個(gè)變換器的輸入電流紋

4、波減小。多通道并聯(lián)PFC電路對(duì)提升變換器的功率等級(jí)和減小輸入電流紋波具有重要作用，本文將重點(diǎn)對(duì)該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的控制策略和實(shí)現(xiàn)方式進(jìn)行分析。
　　本文對(duì)基于數(shù)字控制的Boost PFC電路進(jìn)行分析，建立了離散化數(shù)字控制模型。經(jīng)過對(duì)比分析，選擇可編程邏輯門陣列（FPGA）控制器來實(shí)現(xiàn)多通道并聯(lián)電路的控制。在對(duì)Boost主電路器件、控制電路參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，利用Matlab-Simulink仿真工具搭建了多通道并聯(lián)Boost PFC