探索基于dsp控制的功率因数校正技术的研究与应用

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1、中南大学硕士学位论文基于DSP控制的功率因数校正技术的研究与应用姓名：邹修铁申请学位级别：硕士专业：交通信息工程及控制指导教师：陈特放20080507硕士学位论文摘要随着电力电子装置的应用日益广泛，电网电流的谐波问题也日益严重，谐波污染给系统本身以及周围的电磁环境带来了一系列的危害。有源功率因数校正(activepowerfactorcorrection，APFC)技术的优点是总谐波含量小，功率因数高。在此背景下，功率因数校正(PFC)技术成为电力电子技术的重要组成部分，并已经在越来越多的领域得到应用，成为电力电子技术领域一个新的研究热点。中大功率有源功率因数

2、校正电路一般工作在连续导电模式，这样开关的电流应力比较小，但存在严重的二极管反向恢复问题。二极管反向恢复会引起较大的损耗和电磁干扰，限制了变换器功率密度的提高。论文阐明了传统功率因数校正的基本原理，并分析了各自的优点和不足。选择应用于单相功率因数校正领域的复合有源箝位电路，对复合有源筘位的工作过程进行了详细的论述。这种有源箝位电路能够有效地抑制二极管的反向恢复，并且利用谐振原理，实现所有开关的零电压开关，使开关器件的动态轨迹大为改善，开关损耗极小。此外，还消除了传统有源筘位电路中存在的寄生振荡的问题。用数字电路代替传统的模拟电路来实现对整个回路的控制，最终使得

3、本文所设计的具有功率因数校正能力的整流器具有输入功率因数接近于l、低电流谐波的特性。针对复合有源箝位APFC系统中控制对象非线性和时变的特点，传统的PID控制难以达到令人满意的效果，本文利用模拟人体免疫系统反应的先进PID的控制算法作为控制算法，来提高系统抗负载扰动能力。通过计算机仿真和样机的调试证明了方案的可行性及其优点。最后，本文采用TI公司生产的TMS320LF2812型号的DSP作为主控芯片，完成了控制系统的硬件设计、软件设计，设计完成了一套1KW复合有源筘位的PFC数字化实验装置。并通过实验获得了较好的实验波形。实验结果证实了理论分析的正确性和控制方

4、案的可行性，取得了预期的效果。关键词功率因数校正，复合有源箝位，模糊免疫PID控制，数字信号处理器硕士学位论文Abstractwiththeextensiveapplicationofpowerelectronicsdevices，thecurrentharmonicproblembecomesmoreandmoreterrible．Thecurrentharmonicpollutionbringsaseriesofharmstosystemandelectromagnetismenvironment．Underthisbackground，PowerFact

5、orCorrection(PFC)Technologywhichisbeingusedinmanyfieldsbecomesimportantpartandresearchhotspotofthepowerelectronicstechnology．ThePFCconverterswithmiddleorlargeoutpowerusuallyworkundercontinuous．conduction—mode(CCM)，whichhavetheadvantageof10Wcurrentstressontheswitch．However,Whichexist

6、sseverediodereverserecoveryproblemintheCCMPFCconveIrters．ItmayleadtohighswitchinglossandcausesevereEMIproblems．ThecharacteristicsoftraditionalanalogPFCconvertersiSanalyzed，theprincipleandworkingmodeisstudied．CompoundActive-Clamptopologyisproposedinthispaper．Thistopologycaneffectivel

7、ysuppressthediodereverserecovery,meanwhilecreatezero—voltageswitchingforalltheswitches．Underthiscircumstance．thedynamicswitchinglOCiofswitchesareprovedgreatlyandtheswitchinglossisreduced．Thetopologycanalsoeliminatetheunwantedvoltageoscillationinthetraditionalactiveclamptopology．Thet

8、heoreticalanalysisa