基于Matlab的高功率因數(shù)校正技術(shù)的仿真

　　對（1）進(jìn)行離散化處理得到：

　　 （2）

　　式中： 為比例系數(shù)； 為積分系數(shù)；

　　T為采樣周期； 為積分時間常數(shù)。

　　PI系數(shù)的確定通常通過實(shí)驗(yàn)確定，或通過湊試，或者通過經(jīng)驗(yàn)公司來確定。

　　陷波濾波器的設(shè)計(jì)可根據(jù)公式（3）確定

　?。?）

　　式中： 是濾波頻率的角速度；Q值按不同的要求確定。離散化可以由Matlab的sysd=c2d(sys,Ts)方程方便的實(shí)現(xiàn)。

　　5.3 DSP控制的實(shí)現(xiàn)[3]

　　這里采用TI公司的16位TMS320LF2407來實(shí)施控制方案。對電流回路和電壓回路分別采用20kHz和10kHz的控制頻率。兩個中斷程序INT2和INT3用來完成PFC的數(shù)字控制，其中斷程序 INT2負(fù)責(zé)3個輸入的采樣以及電流回路的PI控制，中斷程序INT3負(fù)責(zé)電壓回路的PI控制以及陷波濾波。圖10是主程序控制流程圖，其中INT2的中斷優(yōu)先級高于INT3,所以當(dāng)INT3沒有完成而INT2中斷發(fā)生時，INT3將懸掛，直到INT2中斷程序運(yùn)行結(jié)束后才能繼續(xù)運(yùn)行。

圖7　主程序流程圖

　　5.4 仿真結(jié)果及分析

　　根據(jù)圖6和TMS320LF2407的特性在Matlab的Simulink中進(jìn)行仿真得到仿真圖如圖8所示，由圖可知，DSP數(shù)字控制PFC使輸入電流很好地跟隨輸入電壓，而且完全消除了高次諧波電流，實(shí)現(xiàn)了功率因數(shù)校正的目的。從這里可以看出單相Boost PFC電路的數(shù)字控制的優(yōu)點(diǎn)是元器件少，便于系統(tǒng)調(diào)試和維護(hù)；另外DSP內(nèi)部的數(shù)字處理不會受到電路噪聲的影響，避免模擬信號傳遞的畸變p失真，因此控制可靠；還有因?yàn)檐浖邪瑥?fù)雜的控制系統(tǒng)因而顯著的減少了電路的尺寸。缺點(diǎn)是在整流器件方面采用數(shù)字控制研究開展的還不多，成熟的控制算法難以獲得，此外數(shù)字控制芯片如DSP的價格相對較高等等。

圖8 Boost PFC數(shù)字控制器輸入電壓電流仿真圖

　　6.結(jié)論

　　從上面的分析可以知道，模擬控制器和數(shù)字控制器在單相Boost功率因數(shù)校正電路中都可以提高功率因數(shù)，消除高次諧波電流和降低總諧波畸變因數(shù)（THD），完全的實(shí)現(xiàn)了功率因數(shù)校正的目的，但是數(shù)字控制器在相比于模擬控制器，在功率因數(shù)校正的效果上更優(yōu)，且能減少元器件數(shù)量和顯著的降低電路的體積；便于電路的維護(hù)和升級，且不易受環(huán)境的影響。雖然用于數(shù)字控制電路中的DSP價格還比較高，但是隨著時代的進(jìn)步，DSP價格的進(jìn)一步降低和控制算法的成熟，相信在不遠(yuǎn)的將來，數(shù)字控制器一定會取代模擬控制器廣泛的應(yīng)用于PFC電路中。