同济大学电子与信息工程学院硕士学位论文基于Saber的BoostAPFC仿真分析及DSP实现姓名：张煜申请学位级别：硕士专业：控制理论与控制工程指导教师：余有灵20090301摘要摘要随着各种电力电子装置在电力系统、工业及家庭中的广泛应用，保护电网安全和低污染地利用电能资源成为同益关注的问题。为减少对交流电网的谐波污染，国内外推出了一系列限制电流谐波的标准，如IEC61000．3．2标准，要求交流输入电源必须降低电流谐波含量，提高功率因数。因此，功率因数校『F(PowerFactorCorrectiOn．PFC)作为解决该问题的重要途径，成为学术界的关注点。随着集成电路的发展和数字控制技术的不断成熟，数字控制技术与功率因数校正技术的结合逐渐成为电力电子领域的热点研究方向。文本在对功率因数校正技术中的功率拓扑结构和控制方法进行分析的基础上，根据设计要求采用Boost功率拓扑结构和平均电流模式的控制方法设计PFC数字控制器。通过功率因数校】下的系统仿真工作，验证控制方法的可行性。最后基于DSP对该系统进行实现，得到输入电流接近正弦、功率因数接近单位1、低电流谐波的满意实验结果。本文首先介绍了PFC基本控制原理，引入了几种功率拓扑结构和控制策略，阐述了它们的优缺点。在此基础上，本文采用基于乘法器的电流环和电压环的双闭环控制结构，控制算法采用PI模式，并且对输入电流在过零点处的跨越失真进行零点补偿。设计中，建立工作在平均电流模式下的Boost电路的小信号数学模型，分别得出被控变量的传递函数，从而确定电流控制环和电压控制环的开环传递函数，为双闭环控制系统中的PI调节器确定调节参数。应用Saber软件对该系统进行一系列的仿真分析和优化，验证了设计的J下确性和实验的可行性。最后，对该系统进行实验。硬件设计部分包括功率电路元器件参数、驱动电路和采样电路，控制设计部分采用TMS320F2812的DSP芯片作为控制平台开发控制器，实现PI控制环节、采样算法环节、软启动环节和电压前馈环节的功能。于是，完成了一个PFC数字控制实验装置，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案的可行性，取得了预期的效果。关键词：功率因数校正、Boost电路、PI控制器、数字控制、Saber、零点补偿AbstractABSTRACTItisincreasinglymoreimportanttoprotectthesafetyofpowergridanddiminishthecurrentharmonicwhichharmstosystemandelectromagnetismenvironmentwiththeextensiveapplicationofpowerelectronicsde...
