BOOST—PFC电路反馈环节的优化设计.pdfVIP

维普资讯 ： 一 0 、。 l ‘t 第 25卷 第 1期 电子 科 技 大 学 学 报 voj．25 No．1 1996年 2月 J~ rnaI of U研 0f 0 rio F 1996 · 学术论文与技术报告 · Ij] ， 『／ f! BOOST--PFC电路反馈环节的优化设计 I ， 、 r∽ I ，／【，一二『 — 婶婶元彖 610黄054)香一馥 7_^,2／2／．． f 【摘要】 介绍了平均电流控制BOOST—PFC电路的原理，建立 了电流环和电压环的小信号简化 模型，讨论 了觑环反馈环节的设计原则和方法，提出最优设计的思想和敷学模型，并以一种BOOST-- PFc电路为例进行优化设计，计算模拟结栗显示优化后有关指标好于优化前。 关 键 词 芝±固数拄正，小信号模型；韭堡旦茔，垡些堡主±，煎羞塞塑墨 中圉分类号 TNT12 近年来，功率因数校正(PowerFactorCorrection，简称PFO技术迅速发展，成为功率电子学领域 的研究热点。为了实现高功率因数，许多PFC拓扑被提出，其中平均电流控制方式PFC电路最为引 人注 目。图l是它的原理图，其原理是：输 出电压Fo经分压后与参考电压 比较再经电压环补偿网 络处理后得到 ， 与输入电压的衰减值 1I,isinogl肛相乘，乘积与输入电流 的采样值一起经电 流环补偿网络处理后通过一个PWM发生器产生控制信号控制主开关管的通断。因为控制信号是 占空比 司册陛变化的信号，所以得到的输入电流波形跟随输入电压整流后的波形，当开关频率 比 输入电压频率高得多时，输入电流具有与输入电压同相的正弦波形，功率因数接近于 1．0，通常可 达 0．99以上 。 整个PFC电路可看作一个双环控制系统：电流环是内环，控制输入 电流波形跟随输入 电压波 形；电压环是外环，调节和维持输入电压恒定。双环的控制均依靠开关管的占空比d的复杂变化来 实现。 图1 平均电流控制BO~~ --PFC电路 图2 小信号框图 1995年 3月30日收稿,1995年 1】月 1日修改定秘 *国家 自然科学基金鲫 项 目 **男 盯岁 博士生 维普资讯 2 电子 科 技 大 学 学报 第 25卷 l PFC电路的小信号模型 在PFC电路中，电压电流等变量在两种不同频率上变化 ：一方面按开关频率 ^高速切换 ，另一 方面又按输入电压频率 (一般为工频)缓慢变化。从系统的角度来看这是一个复杂的时变系统。因 此按常规方法对PFC电路进行分析和设计就比躞困难。 ● 在文献[1～4]中．提出了各种建立小信号模型的方法。这里我们综合文献[1、2]．采用一种简化 1 小信号模型来分析设计。这种小信号模型的思想是：考虑到开关频率 远大于输入电压频率^，当 分析电流环行为时，假定输入电压是不变的．得到基于 频率的电流环小信号模型 ；当分析电压环 行为时，假定电流环理想地跟随输入电压变化，这样可得到基于 频率的电压环小信号模型。 电流环小信号模型如图2，PWM功率级模型则按Vorperian的简化模型如下[4] m(s)一詈一