三相三电平维也纳PFC的控制方案分析

本文今天要讲的三相三电平维也纳PFC控制方案分析,在大功率充电桩的充电模块的方案设计中,控制方案及环路参数控制关系重大,会决定电源模块工作可靠性及稳定性。

这种控制电路一般采取双环的控制方式,即电压外环+电流内环。电压外环得到稳定的输出直流电压,供后级电路的使用(比如Three Level LLC、PS Interleave LLC、PSFB 等),电流内环得到接近正弦的输入电流,满足THD和PF值的要求。



其实数字控制无非就是把模拟的方案转换为数字的运算,可以参考如图16所示模拟PFC控制逻辑框图,利用它的控制思想来实现数字化。



PFC母线输出电压经过采样和滤波由DSP的ADC采样到DSP内部,与电压给定信号进行比较,产生误差后经过Gvc(s)补偿起后输出一个A信号,然后通过乘法器与交流AC电压相乘得到电流的给定信号,正是该乘法器的作用才能保证输入电压电流同相位,使电源输入端的PF值接近1;将采样的电感电流波形与电流给定进行比较得出误差,经过Gic(s)补偿器进行补偿后得到电流环的输出值,该值直接与载波进行调制,得到PWM波形,控制电压和电流;大致的控制框图可以用下图来简化表示,如图17所示:




其中:Gcv(s)为电压环的补偿函数,Gci(s)为电流环的补偿函数,Hi(s)为电流环采样函数,Hv(s)为电压环采样函数,Gigd(s)为电感电流对占空比D的函数。

后续我们会从控制地的选择、母线均压原理、原理仿真、如何实现数字化几个方面继续介绍三相维也纳 (Vienna) 主拓扑。

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