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基于DSP的Boost PFC軟開(kāi)關(guān)變換器研究
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時(shí)間：2012-04-09
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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模式7(t6～t7) VS關(guān)斷，Lr通過(guò)VD1與Cr2諧振，Cr2開(kāi)始充電，電壓從零開(kāi)始上升，由于VD1導通，uVS=uCr1也是從零開(kāi)始上升，因此VS是零電壓零電流關(guān)斷。VS關(guān)斷后，iLf開(kāi)始線(xiàn)性減小。t7時(shí)刻VD3導通，Cr1通過(guò)VD3放電。
模式8(t7～t8) 該階段Lr通過(guò)VD1繼續與Cr2諧振，Cr2繼續充電，Cr1通過(guò)VD3繼續放電，C0開(kāi)始充電，t8時(shí)刻VD0，VD2導通。
模式9(t8～t9) 該階段Cr2充電，Cr1放電，t9時(shí)刻Cr2反向電流過(guò)零，C0繼續充電。
模式10(t9～t10) 該階段iLr=iVD1，t10時(shí)刻Cr2反向電流再次達到零，充電結束，uCr2達到最大，iCr1也達到零，Cr2放電結束，uCr2達到最小，C0繼續充電。
模式11(t10～t11) 該階段iLf=iLr+iVD0，iLr=iVD1=iVD2=iVD3逐漸減小，t11時(shí)刻，iLf=iVD0，C0仍繼續充電。
模式12(t11～t12) 該階段VS仍關(guān)斷，iLf=iVD0=iC0+iR持續減小，iLf減小到零時(shí)下一個(gè)周期開(kāi)始。
通過(guò)上述電路分析，可見(jiàn)變換器沒(méi)有增加其他功率管，僅增加了無(wú)源無(wú)損器件即從理論上實(shí)現了開(kāi)關(guān)管的軟開(kāi)關(guān)過(guò)程：控制簡(jiǎn)單，無(wú)需采用互感方法就能實(shí)現開(kāi)關(guān)能量的存儲或轉移，直接在原有電路中全部回饋給負載；工作模式簡(jiǎn)單，整體效率高，在大功率應用場(chǎng)合實(shí)現軟開(kāi)關(guān)優(yōu)勢明顯。
3 基于DSP的PFC實(shí)現原理
在傳統數字控制Boost PFC中，基于雙閉環(huán)的平均電流控制模式得到了廣泛應用。電壓環(huán)決定了參考電流的幅值并且保證輸出電壓穩定，通過(guò)電流環(huán)使輸入電流跟蹤輸入電壓。在該控制方式中，需要采樣3個(gè)模擬信號：輸入電壓、輸出電壓和電感電流，通過(guò)DSP的信號控制電路將其變換成電壓信號。在每一開(kāi)關(guān)周期內，為實(shí)現PFC，DSP要完成復雜的計算，并且得到占空比來(lái)控制開(kāi)關(guān)管。為達到單位功率因數，在每半個(gè)線(xiàn)性時(shí)間內，運用占空比預測控制算法，提前計算出占空比。但可預測控制算法需要大量的輔助工作，且整個(gè)系統過(guò)于靈敏，不好控制。
在此采用一種新穎的控制算法，即在一個(gè)開(kāi)關(guān)周期內通過(guò)采樣負載電流和輸入電壓計算PFC占空比。整個(gè)系統的工作是從外部A／D進(jìn)行一次采樣開(kāi)始的。在DSP接收到采樣數據后，才開(kāi)始進(jìn)行運算并輸出相應的控制信號，因此可以采用定時(shí)器來(lái)控制外部A／D的采樣頻率。采樣的同時(shí)可以接收外部MCU給出的上下行信息、制式信息和GPIO上輸入的外部控制信息，這樣系統進(jìn)行一次計算所需的輸入電壓、電流信號便全部得到。每次A／D轉換結束后產(chǎn)生一次中斷，在中斷服務(wù)程序里使下一任務(wù)就緒，中斷服務(wù)程序結束后DSP開(kāi)始執行下一任務(wù)，即對采樣數據進(jìn)行計算，得出控制信息，然后就緒下一任務(wù)，輸出控制信息并保存有用的信息。如果此時(shí)收到SCI口中斷，就說(shuō)明用戶(hù)需要了解系統的運行狀況，便根據SCI得到的命令，從SCI發(fā)送相應的信息。完成這一系列操作后，系統就可進(jìn)入等待狀態(tài)，等待下一次定時(shí)器中斷的來(lái)臨，觸發(fā)新一次A／D轉換。此時(shí)，可使DSP進(jìn)入睡眠狀態(tài)來(lái)減少功耗，由定時(shí)器中斷使DSP重新工作。程序框圖如圖2所示。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/149267.htm
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