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随着开关电源飞速的发展,其高频化、数字化和绿色化已经成为人们关注的焦点,然而由于在大多数电力电子装置上仍然采用不可控整流桥后加大电容滤波的输入方式,导致输入电流导通角非常的小,电流谐波含量非常大,谐波对设备乃至整个电网的危害都是非常巨大的。因此减少输入侧电流谐波是目前电力电子领域的热点问题。有源功率因数校正技术是目前减少电网谐波、提高设备功率因数的有效措施。
本论文采用三相两级APFC控制方案,基于数字控制的优点选用TI公司TMS320F2808型DSP,设计了两级APFC数字化控制系统,研究了一种基于占空比预测电流控制的新型APFC控制策略,实现有源功率因数校正。
首先通过分析脉冲电源、弧焊电源和等离子切割电源等负载对电源设备的特殊需求,选择合适的电路拓扑结构,本文采用前级三相单开关Boost变换器后级采用全桥电路拓扑,前级采用APFC占空比预测控制策略,后级采用有限双极性控制方式;然后对Boost电路空载控制和APFC采样滤波算法进行了研究。
其次基于TMS320F2808设计整个数字控制系统,完成各模块控制,主要包括:前级APFC双环控制、后级全桥有限双极性控制、Boost电路空载控制、两级电路的协调控制以及与触摸屏的通信等。
最后搭建实验平台进行实验验证与分析,实验结果证明了这种两级APFC数字化控制的正确性和可行性。