基于UC3854A控制的PFC中分岔現(xiàn)象仿真研究

　　3 影響系統(tǒng)分岔因素分析

　　由前面圖3的仿真結(jié)果可以看出，隨著輸出電容C0的減小及負(fù)載電阻RL的增大，電壓環(huán)輸出vvea會(huì)在部分時(shí)間內(nèi)小于1．5 V，從而導(dǎo)致系統(tǒng)會(huì)在飽和與非飽和狀態(tài)間不斷切換，成為一個(gè)分段的非線性系統(tǒng)。而飽和會(huì)引起倍周期分岔、混沌等傳統(tǒng)非線性現(xiàn)象，使系統(tǒng)變得不穩(wěn)定。

　　然而系統(tǒng)發(fā)生分岔現(xiàn)象并不都是因?yàn)橄到y(tǒng)碰到了飽和邊界。如圖3(d)的分岔圖所示，在RL=350Ω附近，系統(tǒng)就由周期1變?yōu)橹芷?，發(fā)生了分岔。這種分岔屬于傳統(tǒng)的倍周期分岔，并不是因系統(tǒng)碰到飽和邊界而引起，如取RL=400 Ω，C0=100μF時(shí)進(jìn)行仿真，得vvea和V0的相圖如圖4所示，相圖是兩個(gè)橢圓，系統(tǒng)雖然運(yùn)行在周期2，但vvea一直大于1．5 V，系統(tǒng)并未碰到飽和邊界。所以，在分析影響系統(tǒng)分岔現(xiàn)象時(shí)，需根據(jù)系統(tǒng)是否碰到飽和邊界而分兩種情況進(jìn)行分析。

圖4 系統(tǒng)未碰飽和邊界而發(fā)生分岔時(shí)的vvea和V0的相圖

　　1)電壓環(huán)輸出電壓vvea小于1．5 V依據(jù)UC3854A芯片設(shè)計(jì)特性，當(dāng)電壓環(huán)輸出電壓Vvea小于1．5 V時(shí)，系統(tǒng)碰到了飽和邊界，運(yùn)行時(shí)會(huì)

　　在飽和與非飽和狀態(tài)間不斷切換，這種在飽和與非飽和狀態(tài)間不斷切換會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)發(fā)生分岔。影響vvea小于1．5的因素同樣可能會(huì)影響系統(tǒng)分岔的產(chǎn)生，對(duì)這些因素的詳細(xì)分析見文獻(xiàn)。

　　從圖3(d)的分岔圖及圖4中vvea與V0的狀態(tài)相圖可以看出，電壓環(huán)輸出電壓vvea的值恒大于1．5 V，即系統(tǒng)在并沒有碰到飽和邊界的情況下也會(huì)發(fā)生分岔。這說明，在該PFC變換器中，使系統(tǒng)產(chǎn)生分岔現(xiàn)象的影響因素僅僅考慮影響vvea小于1．5的因素還不充分，需對(duì)其他因素進(jìn)行分析。下面僅對(duì)未影響vvea小于1．5但影響系統(tǒng)產(chǎn)生分岔的因素進(jìn)行分析。

　　2)電壓環(huán)輸出電壓vvea大于1．5 V經(jīng)仿真研究表明，PFC變換器出現(xiàn)倍周期分岔現(xiàn)象與PFC變換器的輸入電壓幅值Vm變化有關(guān)。圖5(a)所示為取Vin=80 V，其他參數(shù)不變與圖3(d)相同的情況下，以負(fù)載電阻RL為分岔參數(shù)進(jìn)行仿真得到的分岔圖，可見，輸入電壓幅值Vin減小，系統(tǒng)由周期1到周期2的分岔點(diǎn)由RL=350 Ω變?yōu)镽L=600 Ω附近。

　　圖5(b)為系統(tǒng)其他參數(shù)不變，取C0=100μF，RL=350 Ω時(shí)，以輸入電壓幅值Vin為分岔參數(shù)進(jìn)行仿真得到的分岔圖，隨著Vin的增大，系統(tǒng)發(fā)生了分岔。可見，輸入整流電壓的幅值對(duì)系統(tǒng)分岔現(xiàn)象有明顯的影響。

圖5 輸入電壓幅值對(duì)系統(tǒng)分岔現(xiàn)象影響

　　4 結(jié)束語(yǔ)

　　本文通過對(duì)以UC3854A為核心組成的Boost PFC變換器的仿真，得到了系統(tǒng)在不同狀態(tài)下運(yùn)行的狀態(tài)相圖及分岔圖，仿真結(jié)果表明，在該變換器為電壓環(huán)輸出電壓未碰到飽和邊界情況下，系統(tǒng)也會(huì)進(jìn)入分岔狀態(tài)。通過分析影響系統(tǒng)分岔因素可得，除了影響系統(tǒng)進(jìn)入飽和狀態(tài)的因素外，改變輸入整流電壓的幅值對(duì)系統(tǒng)分岔現(xiàn)象有明顯的影響。由于條件有限，本文只是從仿真方面分析，并沒有從硬件實(shí)驗(yàn)方面對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)證，所以參數(shù)變化對(duì)系統(tǒng)進(jìn)入分岔現(xiàn)象的影響還有待進(jìn)一步驗(yàn)證分析。