三相雙開關四線PFC電路CCM控制策略的研究
在t1時刻關斷S1,電壓源和儲能電感共同向負載提供能量,電感電流下降,由于Uc較小,iLc的下降率更大。該段時間的等效電路如圖4所示。此時a相的電感電流參見式(3):

式中:ILa(t1)為a相電流初值,U01為上半橋輸出電壓。
同理,c相電流參見式(4):

式中:ILc(t1)為c相電流初值。本文引用地址:http://www.cqxgywz.com/article/162974.htm

由以上公式推理可得iLa和iLb的波形如圖5所示。由于電流的連續模式,a相電感放電階段不會回零,且變化斜率由相電壓幅值決定,如式(1)、式(3)所示。由于單相電路等效為Boost電路,當電路運行在CCM模式,占空比計算如式(5)所示:
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式中:Uo1是上半橋的輸出電壓。
第2階段[π/3~2π/3],正相電流只有a相,所以開關的通斷只會引起iLa的變化。
第3階段[2π/3~5π/6],a相和b相電壓為正,開關的通斷會引起iLa,iLb的變化。電路分析過程均和第一階段類似。通過上面的分析可知。在[π/6~5π/6]控制a相的電流跟隨其最大相電壓,既可以使a相的電流得到最大的補償,又可以使相鄰相的電流得到一定補償。這種控制方法簡單,可行性高,但由于電路處于部分解耦狀態,在第l(或3)階段無法對c(或b)相進行獨立控制,補償效果并不理想,如何優化控制以減小c(或b)電流諧波仍有待解決。
2 CCM模式下的控制和仿真
2.1 控制分析
按電感電流是否連續,APFC電路的工作模式可以分為連續導電模式(CCM)、斷續導電模式(DCM)和介于兩者之間的臨界斷續導電模式(DCM boundary)。該電路可以工作在DCM和CCM模式下。工作在DCM模式下,THD仍然較大。本文使用平均電流控制技術,由于平均電流控制電路具有體積小,重量輕,系統噪聲小,穩定性高等優點,因而得到了廣泛的應用。總控制框圖如圖6所示。

結合第1節的分析,它的基本控制原理是:采用雙閉環控制策略,即電壓外環和電流內環相結合。電壓外環的任務是采樣輸出電壓和給定比較,差值經過PI調節和三相交流電壓的最大(最小)值相乘作為相位給定,再取樣實際輸入的三相電流的最大(最小)值,兩者的差值和三角載波比較產生驅動信號,驅動MOS管。上、下橋臂的MOS管完全獨立,互不影響。這樣控制的好處是:在最大程度上(2π/3的區間里)對每相進行最優控制,控制算法簡單,采用數字化的控制方法,成本低。性價比高。實際的校正過程是(以正半橋為例):當輸出大于400 V,誤差為正,經過PI調節,誤差被正向放大,經乘法器得到與輸入電壓同相位的單位正弦電流也相應增大,與實際電流的差值增加,使PWM的占空比增大,輸出電壓減小。
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