论文基于DSP的单ADC数字功率因数校正器是关于功率因数方面的的相关大学硕士和相关本科毕业论文以及相关功率因数论文开题报告范文和职称论文写作参考文献资料下载。
摘 要： 传统数字功率因数校正器要使用三路ADC采样,特别是电感电流的采样会造成电路效率的下降以及复杂度的上升.研制一台基于Boost电路的数字功率因数校正器,控制回路只使用了一路ADC采样平均输出电压以及输出电压纹波.开关管所需要的占空比值会预先计算好,采样的平均输出电压形成输出平均电压环,采样的输出电压纹波形成输出电压纹波环.两个环路分别对占空比相应的部分进行控制,保证了整个系统可以达到较好的功率因数校正效果.最后,采用TMS320F28335数字信号处理器作为控制芯片,实验结果验证了该方法的正确性.
关键词： 功率因数校正； 单ADC； 预计算； 数字信号处理器
中图分类号： TN873+.5?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2017）14?0158?04
Abstract： Traditional digital power factor correction uses three analog?to?digital converters. Each converter, especially for the inductive current one, increases the cost and the complexity of the system. A digital power factor corrector based on Boost is presented in this paper, in which only one ADC is used for control loop to sample the erage output voltage and the ripple of the output voltage. The duty cycles that the switching tube needs are precalculated. The sampled erage output voltage forms the output erage and the sampled output voltage ripple forms output voltage ripple loop. These two loops control the corresponding part of the duty cycle respectively, which makes the power factor correction effect of the whole system higher. TMS320F28335 DSP is used as a control chip. The experiment results verified the correctness of the method.
Keywords： power factor correction； single ADC； pre?calculation； DSP
0 引 言
传统的功率因数校正通常需要三路ADC（Analog?to?Digital Converter）,分别为采样输入电压、输出电压和电感电流,使得电路复杂程度相对较高.其中,电感电流的采样通常使用采样电阻来实现[1].但是,采样电阻上能量的损耗较大,会对电路整体的效率产生影响.采用数字控制时,电感电流的采样频率和开关频率相同,在保证较高开关频率的同时,电感电流的采样频率也相对较高,这样会导致控制周期缩短,对运算量也提出了很高的要求.
文献[2]把传统的PI双环控制用可编程逻辑门阵列（FPGA）来实现.文献[3]推导出基于电感波谷电流的占空比计算公式,减少了计算量.文献[4?7]中采用单周期控制以及新型控制策略,省去了对输入电压的采样.文献[8]采用了预测电流控制,把输入电压采样改为过零检测,从内部产生正弦参考信号,减小了计算量.文献[9]通过采样负载电流和输入电压来计算占空比,省去了对电感电流的采样.文献[10]把电感电流的采样转化为对电容电压的采样,减小了电路的损耗.
本文采用占空比预先计算的方法,将传统PFC控制的三路ADC减少为一路ADC,只对输出电压和输出电压纹波进行采样,从而简化了采样电路的设计,也降低了控制回路的计算量.
1 占空比值的预计算
在数字功率因数校正器中,控制器的开关管可以由数字控制器输出不同占空比的PWM波进行控制.本文所采用的方法是将要用的占空比值提前计算好,并存储在DSP内部,所以数字控制器不再需要对占空比进行实时的计算.对于不同的拓扑结构来说,占空比的计算方法也是不一样的.如图1所示,本文采用的是Boost电路拓扑,电路工作在CCM模式下,占空比的计算方法也是在Boost电路基础上进行分析的.
2 控制算法
通过上面的分析,可以在特定的情况下计算出所需的占空比,但是在参数有变化时,预先计算的占空比可能就会不适合变化后的情况.所以,需要系统对参数的变化能自动响应,这就要加入闭环控制.除此之外,系统需要将计算好的占空比与输入交流电压信号进行同步,所以说需要对输入电压加入过零检测环节.本文采用了模拟比较器,当输入电压过零时,比较器的输出产生一个突变沿,DSP通过捕获模块捕获这个突变沿,从而使得占空比的输出能和输入电压同步,也保证了电流和电压的同相位.下面,分析两种不同的算法,分别对预先计算好的占空比进行修改.
2.1 用惟一参数调节占空比
最方便的方法是利用Boost变换器工作在CCM模式下时的占空比计算式来调节,如下：
如果在一个周期内,输出电压不为期望值,那么相应的占空比值也要做调整.采用这种方法时,占空比的值通过式（3）预先计算好,系统中加入了一个简单的PID调节器.这个调节器与传统PFC中的电压环类似,通过采样输出电压平均值来改变占空比.
总结:本文是一篇关于功率因数论文范文，可作为相关选题参考,和写作参考文献。
参考文献：
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