基于單周期控制的高功率因數(shù)整流器仿真
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時(shí)間：2010-09-01
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將單相Boost變換器中電壓轉(zhuǎn)換率M(d)=1／(1-d)代入式(7)，所得方程兩邊同乘以常數(shù)RS，并令vm=V0RS／Re，整理可得：
式(8)表示了平均電感電流的控制規(guī)律。若忽略紋波，平均電感電流等于瞬時(shí)電感電流，故電感電流的控制規(guī)律可表示為：
式(9)為通用的單相PFC控制方程，該方程右邊主要由PWM調(diào)制器實(shí)現(xiàn)，而左邊則由電流檢測(cè)電路實(shí)現(xiàn)。
3 基于Saber的整流器仿真
3．1 Saber軟件
Saber軟件是由美國(guó)Analogy公司開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)仿真軟件，可用于電子、電力電子、機(jī)電一體化、機(jī)械、光電、光學(xué)、控制等不同類(lèi)型系統(tǒng)構(gòu)成的混合系統(tǒng)仿真，它為復(fù)雜的混合信號(hào)設(shè)計(jì)與驗(yàn)證提供了一個(gè)功能強(qiáng)大的混合仿真器，可解決從系統(tǒng)開(kāi)發(fā)到詳細(xì)設(shè)計(jì)、驗(yàn)證等一系列問(wèn)題。Saber支持自頂向下的系統(tǒng)設(shè)計(jì)和由底向上的具體設(shè)計(jì)、驗(yàn)證，它具有很大的通用模型庫(kù)和較為精確的具體型號(hào)器件模型。專(zhuān)門(mén)為Saber仿真器設(shè)計(jì)的Saber Sketch是建立系統(tǒng)的平臺(tái)，它提供了友好的用戶(hù)圖形界面，使得仿真非常直觀。在Saber Scope中可觀察波形，并有多種測(cè)量、分析、比較的方法，可以滿(mǎn)足多種實(shí)驗(yàn)要求。因此，在Saber Sketch中建立系統(tǒng)的模型，仿真各種控制策略，模擬現(xiàn)實(shí)的各種穩(wěn)態(tài)瞬態(tài)情況，有利于降低開(kāi)發(fā)費(fèi)用和縮短研究周期。
3．2 整流器的Saber仿真
為了驗(yàn)證理論的正確性，按照單周期控制原理和圖4所示的三相PFC的核心控制框圖，利用Saber軟件對(duì)該電路進(jìn)行仿真。利用Saber Ske-tch提供的電力電子和控制系統(tǒng)模塊以及信號(hào)轉(zhuǎn)換接口模塊，并用Saber中具體型號(hào)的器件模型，搭建了系統(tǒng)的仿真模型。仿真具體參數(shù)如下：輸入電壓為三相交流115 V，400 Hz，輸出直流電壓為350 V，輸出功率為5 kW，輸入電感為0．5 mH，濾波電容為2 200μF，電壓反饋電路中KP=20，KI=0．25，開(kāi)關(guān)頻率為100 kHz。通過(guò)仿真得到A相輸入電壓和電流波形以及直流側(cè)輸出電壓波形圖，如圖5所示。對(duì)該A相輸入電流進(jìn)行傅里葉分析，測(cè)得該相電流的THD為3．852％，將所得的數(shù)據(jù)運(yùn)用LabVIEW軟件編寫(xiě)的功率因數(shù)分析軟件進(jìn)行分析，得到整流器的功率因數(shù)為0．993。由此可見(jiàn)，該系統(tǒng)基本實(shí)現(xiàn)了單位功率因數(shù)。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/162873.htm
4 結(jié)束語(yǔ)
基于單周期控制技術(shù)的高功率因數(shù)整流器的三相三開(kāi)關(guān)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，研究了控制策略。在工頻周期每60°的區(qū)間中，只有2個(gè)開(kāi)關(guān)工作在高頻開(kāi)關(guān)頻率，減少了開(kāi)關(guān)損耗，并用Saber軟件進(jìn)行仿真，結(jié)果顯示輸入電壓和輸入電流同相位，驗(yàn)證了采用單周期控制技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)高功率因數(shù)。這種控制方法能在一個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)，有效抵制電源側(cè)的擾動(dòng)，并使整個(gè)控制電路的復(fù)雜程度得到降低，有很好的應(yīng)用前景。
評(píng)論