基于DSP的Boost PFC軟開關變換器研究
加入技術交流群
模式7(t6～t7) VS關斷，Lr通過VD1與Cr2諧振，Cr2開始充電，電壓從零開始上升，由于VD1導通，uVS=uCr1也是從零開始上升，因此VS是零電壓零電流關斷。VS關斷后，iLf開始線性減小。t7時刻VD3導通，Cr1通過VD3放電。
模式8(t7～t8) 該階段Lr通過VD1繼續(xù)與Cr2諧振，Cr2繼續(xù)充電，Cr1通過VD3繼續(xù)放電，C0開始充電，t8時刻VD0，VD2導通。
模式9(t8～t9) 該階段Cr2充電，Cr1放電，t9時刻Cr2反向電流過零，C0繼續(xù)充電。
模式10(t9～t10) 該階段iLr=iVD1，t10時刻Cr2反向電流再次達到零，充電結束，uCr2達到最大，iCr1也達到零，Cr2放電結束，uCr2達到最小，C0繼續(xù)充電。
模式11(t10～t11) 該階段iLf=iLr+iVD0，iLr=iVD1=iVD2=iVD3逐漸減小，t11時刻，iLf=iVD0，C0仍繼續(xù)充電。
模式12(t11～t12) 該階段VS仍關斷，iLf=iVD0=iC0+iR持續(xù)減小，iLf減小到零時下一個周期開始。
通過上述電路分析，可見變換器沒有增加其他功率管，僅增加了無源無損器件即從理論上實現了開關管的軟開關過程：控制簡單，無需采用互感方法就能實現開關能量的存儲或轉移，直接在原有電路中全部回饋給負載；工作模式簡單，整體效率高，在大功率應用場合實現軟開關優(yōu)勢明顯。
3 基于DSP的PFC實現原理
在傳統(tǒng)數字控制Boost PFC中，基于雙閉環(huán)的平均電流控制模式得到了廣泛應用。電壓環(huán)決定了參考電流的幅值并且保證輸出電壓穩(wěn)定，通過電流環(huán)使輸入電流跟蹤輸入電壓。在該控制方式中，需要采樣3個模擬信號：輸入電壓、輸出電壓和電感電流，通過DSP的信號控制電路將其變換成電壓信號。在每一開關周期內，為實現PFC，DSP要完成復雜的計算，并且得到占空比來控制開關管。為達到單位功率因數，在每半個線性時間內，運用占空比預測控制算法，提前計算出占空比。但可預測控制算法需要大量的輔助工作，且整個系統(tǒng)過于靈敏，不好控制。
在此采用一種新穎的控制算法，即在一個開關周期內通過采樣負載電流和輸入電壓計算PFC占空比。整個系統(tǒng)的工作是從外部A／D進行一次采樣開始的。在DSP接收到采樣數據后，才開始進行運算并輸出相應的控制信號，因此可以采用定時器來控制外部A／D的采樣頻率。采樣的同時可以接收外部MCU給出的上下行信息、制式信息和GPIO上輸入的外部控制信息，這樣系統(tǒng)進行一次計算所需的輸入電壓、電流信號便全部得到。每次A／D轉換結束后產生一次中斷，在中斷服務程序里使下一任務就緒，中斷服務程序結束后DSP開始執(zhí)行下一任務，即對采樣數據進行計算，得出控制信息，然后就緒下一任務，輸出控制信息并保存有用的信息。如果此時收到SCI口中斷，就說明用戶需要了解系統(tǒng)的運行狀況，便根據SCI得到的命令，從SCI發(fā)送相應的信息。完成這一系列操作后，系統(tǒng)就可進入等待狀態(tài)，等待下一次定時器中斷的來臨，觸發(fā)新一次A／D轉換。此時，可使DSP進入睡眠狀態(tài)來減少功耗，由定時器中斷使DSP重新工作。程序框圖如圖2所示。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/149267.htm
評論