單周期控制無橋Boost PFC電路分析

可位于流經(jīng)電感電流回路的任一位置處。由于無橋Boost拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的特殊性，輸入端電流是交變的，若在交流輸入端直接電流采樣，檢測信號需經(jīng)整流電路整流。為了簡化控制電路，將電流檢測電阻

放置于直流輸出母線上(如圖4所示)。控制回路工作過程如下：在每個開關(guān)周期的開始，時鐘觸發(fā)脈沖首先令SR觸發(fā)器置位，觸發(fā)器輸出

是主電路開關(guān)管的驅(qū)動信號。此時

為低電平，所以開關(guān)管S1、S2關(guān)斷;當(dāng)時鐘脈沖到來時積分器開始工作，輸出三角形載波電壓

并與電感電流檢測信號比較。當(dāng)

時，電感電流檢測信號與

相等，比較器動作，其輸出電平翻轉(zhuǎn)令觸發(fā)器復(fù)位，

為高電平，則開關(guān)管S1、S2導(dǎo)通。直至下一個時鐘脈沖的到來，觸發(fā)器置位，開關(guān)管S1、S2關(guān)斷，電路重新開始一個新的工作周期。

4　穩(wěn)定性分析

對于非線性控制的開關(guān)電源可以利用龐加萊映射【5】來分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性工作條件。根據(jù)上文分析，無橋Boost電路實現(xiàn)PFC功能需要滿足的控制法

控制波形如圖5所示。

定義：每個周期內(nèi)，等效載波電壓波形

，電感電流一個周期內(nèi)下降斜率

，電感電流一個周期內(nèi)上升斜率

在相鄰的第n、n+1周期里，對應(yīng)的占空比為

、

。從圖5中可以得到下式：

顯然

是

的后繼函數(shù)，每個開關(guān)周期內(nèi)的占空比都可由前一周期內(nèi)占空比依次決定。依據(jù)龐加萊映射，占空比的表達(dá)式可以表示為：

。當(dāng)

，解出

即為占空比表示函數(shù)的不定點(diǎn)。令

，則占空比表達(dá)式可寫成

。對應(yīng)于每個開關(guān)周期，

的瞬時值