三相三電平維也納PFC的控制方案分析

本文今天要講的三相三電平維也納PFC控制方案分析,在大功率充電樁的充電模塊的方案設計中,控制方案及環路參數控制關係重大,會決定電源模塊工作可靠性及穩定性。

這種控制電路一般採取雙環的控制方式,即電壓外環+電流內環。電壓外環得到穩定的輸出直流電壓,供後級電路的使用(比如Three Level LLC、PS Interleave LLC、PSFB 等),電流內環得到接近正弦的輸入電流,滿足THD和PF值的要求。



其實數字控制無非就是把模擬的方案轉換為數字的運算,可以參考如圖16所示模擬PFC控制邏輯框圖,利用它的控制思想來實現數字化。



PFC母線輸出電壓經過採樣和濾波由DSP的ADC採樣到DSP內部,與電壓給定信號進行比較,產生誤差後經過Gvc(s)補償起後輸出一個A信號,然後通過乘法器與交流AC電壓相乘得到電流的給定信號,正是該乘法器的作用才能保證輸入電壓電流同相位,使電源輸入端的PF值接近1;將採樣的電感電流波形與電流給定進行比較得出誤差,經過Gic(s)補償器進行補償後得到電流環的輸出值,該值直接與載波進行調製,得到PWM波形,控制電壓和電流;大致的控制框圖可以用下圖來簡化表示,如圖17所示:




其中:Gcv(s)為電壓環的補償函數,Gci(s)為電流環的補償函數,Hi(s)為電流環採樣函數,Hv(s)為電壓環採樣函數,Gigd(s)為電感電流對占空比D的函數。

後續我們會從控制地的選擇、母線均壓原理、原理仿真、如何實現數字化幾個方面繼續介紹三相維也納 (Vienna) 主拓撲。

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