基於L6562A的APFC的建模與控制器設計

2021-01-15 電子產品世界

摘要：介紹了臨界電流控制模式(TCM)下的有源功率因數校正(APFC)的工作原理，電路採用L6562A控制的Boost變換器拓撲，給出了APFC電路主要參數的計算方法及補償網絡的閉環設計過程。通過對APFC電路進行小信號建模，推導其控制傳遞函數及幅頻特性、相頻特性，並以此為依據，採用波特圖法，利用MATHCAD設計出良好的反饋補償網絡，使得補償後的系統穩定。根據理論分析所得參數，用SABER對補償電路加入前、後系統進行仿真試驗，仿真結果與理論計算結果吻合。在此基礎上，設計了一臺採用該晶片的輸出功率為60 W的APFC樣機。仿真及實驗結果表明設計的閉環系統能夠較好地提高輸出電壓或電流的精度和動態特性，使變換器具有良好的穩定性，高功率因數以及低THD。
關鍵詞：有源功率因數校正；變換器；反饋控制

1 引言
很多研究將焦點放在APFC變換器的拓撲分析和控制方法上，控制方法主要有峰值電流控制模式和平均值電流控制模式。此處採用了Boo st拓撲的峰值電流控制模式，其暫態閉環響應較快，具有限流保護功能，能提高可靠性等優點。在實際應用中，對於反饋補償控制器，有必要針對具體的實際電路建立一個精確的控制模型。
此處選用了峰值電流控制模式的PFC控制晶片L6562A，分析了它在APFC具體電路中的應用，再根據輸出電壓和電感峰值電流的關係推導出Boost功率級的傳遞函數，避開了佔空比函數的推導，簡化了電路模型，並據此對控制器進行設計，利用SABER進行仿真驗證。同時設計了一臺功率為60 W的實驗樣機進行驗證。

2 臨界模式下的Boost APFC電路原理
在TCM下的Boost APFC，其控制電路如圖1所示。輸出電壓uo經電阻分壓採樣後與參考電壓比較放大輸出至乘法器一端。乘法器另一端為分壓電阻採樣得到的整流電壓信號。乘法器輸出將作為電感電流峰值ILpk的基準。各開關周期內，電感電流iL上升到峰值參考值時，關斷MOSFET管VQ；通過電感電流過零檢測器(ZCD)檢測到iL下降至零時，開通VQ。

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/160651.htm


相關焦點

  • 基於CPLD的鍵盤控制器設計
    可再編程的特點輔之簡便易用的設計工具，使設計可以進行晚期更改，提高了產品設計的靈活性，降低了風險。在單片機應用系統中，利用鍵盤接口輸入數據，是實現現場實時調試、數據調整和各種參數設置最常用的方法。單片機的外圍鍵盤擴展電路有多種實現方式，例如直接利用單片機的I／O接口，或者採用8255A接口晶片，就可以實現外圍鍵盤的擴展功能。
  • 基於壓電主動杆的空間桁架自抗擾控制器設計
    摘要：針對一種複雜的、較難建立精確模型的空間桁架，研究了其建模、主動杆位置優化及振動控制的問題。文中首先建立了空間桁架的機理模型。然後設計了壓電主動杆，選取一種不依賴於控制律的基於能量的優化準則，並基於所建立的模型對其在空間桁架中的安裝位置進行了優化。最後對於空間桁架這種並聯結構，設計了一種不依賴於被控對象精確模型的自抗擾控制器。
  • 基於STM32的永磁同步電機伺服控制器設計
    摘要：首先介紹了永磁同步電機伺服控制器的基本功能及控制原理，並以STM32F407為基礎進行了小功率的伺服控制器設計，詳細講述了伺服控制器的軟、硬體的具體設計流程及其實現方式。並通過意法半導體公司提供的相關軟體設計工具快速、有效地完成伺服控制器的設計、調試。
  • 基於FPGA的永磁同步電機控制器設計
    摘要：提出一種基於FPGA的永磁同步電機控制器的設計方案，該設計可應用於具有高動態性能要求的永磁同步電機伺服控制系統。為提高伺服控制系統的實時性，簡化電路及節省成本，該系統設計採用Ahera公司生產的CycloneIII EP3C25Q240C8型FPGA器件實現電機控制器。嵌入NiosⅡCPU軟核配合片內硬體乘法器及可編程邏輯門陣列，實現軟硬體協同工作。通過QuartusⅡ軟體自帶的SignalTaplI嵌入式邏輯分析儀進行板上調試驗證，得到帶有死區輸出的PWM波形。
  • 基於LPC1114的智能節能LED檯燈控制器設計
    摘要：本設計採用NXP基於ARM Cortex M0的MCU--LPC1114作為核心控制器，利用其豐富的片內外設，通過環境光線傳感器和超聲波測距傳感器實時採集環境光線強度和用戶到LED檯燈的使用距離，並與通過用戶按鍵設置的
  • 基於S12ZVL的AFS執行控制器設計
    打開APP 基於S12ZVL的AFS執行控制器設計 曹學餘 發表於 2014-07-01 10:05:09 本文提出了基於S12ZVL的AFS執行控制器設計，從而實現與AFS主控模塊之間的LIN通信，並驅動步進電機轉動HID燈。
  • 基於嵌入式WinCE的CAN總線控制器驅動設計
    Windows CE作業系統就是微軟公司從整體上為有限資源平臺設計的多線程、完整優先權、多任務的作業系統Win CE支持各種處理器產品家族，包括x86，Xscale，ARM，MIPS和SH系列。它的模塊化設計允許它對從掌上電腦到專用工業控制器的用戶電子設備進行定製，選擇系統模塊和組件的多少決定了所需內存的大小。
  • 基於Cotex-M3內核的智能低壓斷路器控制器設計
    摘要：文章介紹了基於Cotex—M3內核的32位高性能微控制器在智能低壓斷路器控制器的硬體及軟體設計中的應用。本智能控制器硬體採用信號變換、波形變換法;軟體採用微分法。針對過載、短路等故障保護設計，文章介紹了基於ARM公司32位高性能微控制器STM32F103VET6的智能低壓斷路器控制器硬體和軟體優化設計。其除實現過載、短路等故障保護外，還能對環網供配電系統的現場參數進行實時性監測，並能通過3G網絡技術建立區域聯網，實現整個區域環網供配電系統的智能化。
  • 基於H∞混合靈敏度的飛彈解耦控制器設計方法
    工程設計上，通常把較小的耦合項作為隨機幹擾來處理，但當耦合影響較大時，容易使控制系統喪失穩定性，因此必須考慮通道間的耦合效應，並對其解耦。>自動駕駛儀的解耦，文獻[5]採用輸出反饋特徵結構配置方法，合理配置了閉環系統的特徵值、特徵向量，求取輸出反饋與前饋控制器，實現飛彈三通道的解耦，文獻[6]利用變結構控制和魯棒控制，實現系統的動態解耦。
  • 基於TMS320F2812的逆變電源控制器設計
    首先介紹了逆變電源技術的發展現狀，在介紹了晶片的特性之後，詳細分析了基於TMS320F2812逆變電源控制器的硬體和軟體設計，並對仿真結果進行分析總結。結果表明，該逆變電源能夠得到穩定的正弦波輸出。文中研製的逆變電源控制系統以TMS320F2812作為控制核心，它是一種支持實時仿真的32位微控制器，內部具有UART、SCI總線、SPI總線、PWM、定時器、ADC、CAN總線控制器等眾多外圍部件，功能強大。主要實現PWM產生、AD轉換、DA轉換、SCI、開關量檢測、繼電器驅動以及其他信號控制。
  • 基於單片機的太陽能路燈控制器設計方案
    本文介紹基於單片機的太陽能路燈控制器的方案設計， 對12 V 和24 V 蓄電池可自動識別， 可實現對蓄電池的科學管理， 指示蓄電池過壓、欠壓等行狀態， 具有兩路負載輸出， 每路負載額定電流可達5 A, 兩路負載可以隨意設置為同時點亮、分時點亮以及單獨定時等工作模式， 同時具有負載過流、短路保護功能； 具有較高的自動化和智能化水平。
  • 基於PIC16C72的水位水溫控制器的設計
    摘要：為滿足落水式太陽能熱水器自動控制的要求，設計了一個基於PIC16C72單片機的水溫水位控制器。以NTC熱敏電阻作為測溫傳感器，用PIC16C72內置的多路8位A／D轉換器把NTC熱敏電阻上的壓降轉換為數字量實現測溫。
  • 基於LIN總線的電動車窗控制器設計
    本文提出了一種將LIN總線運用到車窗控制系統中的設計方案，並給出系統硬體及軟體的實現方法。1 車窗控制系統的網絡結構設計 本設計主要實現4個車窗的升降功能及車窗防堵轉。駕駛員側車窗開關總成可以控制全車4個車窗的手動升降和自動升降，駕駛員側車窗安全鎖開關可以使能或禁止其他車窗的升降，其他3個車窗的分開關也可以控制各自車窗的升降。
  • 某車型門窗控制器PCBA的簡化建模方法
    針對某車型門窗控制器的PCBA，提出了一種有限元分析中PCBA簡化建模方法。通過對PCBA有限元仿真模態分析結果與試驗模態分析結果對比，驗證該簡化建模方法計算結果的準確性。晶片、電容、繼電器等器件的PIN和焊點十分微小，數量多，體積小，在有限元仿真分析前處理階段建模費時，計算過程中消耗過多計算資源。如何準確、高效地建立PCBA的有限元模型，是得到準確的計算結果的關鍵。本文基於某車型門窗控制器(DCM：Door Control Module)的PCBA提出一種有限元分析中PCBA的簡化建模方法，並進行有限元仿真模態分析。
  • 基於電晶體圖示儀的CPLD控制器設計
    電晶體圖示儀是電路設計中常用的電子儀器，它能夠顯示電晶體的輸入特性、輸出特性和轉移特性等多種曲線和參數。它不僅可以測量晶體二極體和三極體，還可以測量場效應管、隧道二極體、單結電晶體、可控矽和光耦等器件。
  • 變頻空調中基於UCC3818的APFC電路設計
    本文基於升壓拓撲電路結構，以UCC3818為PFC控制核心，介紹了如何計算及設置其控制參數，並將該電路應用於變頻空調中去實現其功率因數校正，使各次諧波電流含量均滿足CCC認證標準。PFC的基本原理及控制方法實現PFC可以採用無源和有源兩種控制方式。
  • 基於微控制器PICl6F628實現數字調光電子鎮流器的設計
    基於微控制器PICl6F628實現數字調光電子鎮流器的設計 王守志 , 毛興武 發表於 2020-12-04 09:55:43 引言 可調光螢光燈電於鎮流器具有明顯的節電效果
  • 基於AFS600的太陽能熱水器通用控制器設計
    摘要：採用數模混合可編程晶片AFS600，通過配置其嵌入的8051軟核和內置資源構造了最小控制系統；完成了太陽能熱水器的控制系統設計，
  • 數字控制PFC電路的建模與環路設計
    3.1 數字補償器的模擬設計方法 數字補償器最簡單的設計方法是把模擬設計的 PI直接轉換為數字控制，但在 s 域中零階保持器和採樣器設計比較難，因此常常忽略控制迴路中所有的零階保持器和採樣器，然後在 s 域內按照連續控制系統進行設計，最終將模擬補償器轉換為數字補償器。
  • 基於NCPl65l控制器的90W反激式單級PFC變換器原理與設計
    摘要：NCPl651是一種單級功率因數控制器。介紹了NCP165l的結構、主要特點及基於NCPl651的90W通用輸入單級PFC變換器原理與設計。本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/80415.htm　　關鍵詞：NPCI65l;單級PFC;控制器;反激拓撲;設計　　0 引言　　單級PFC的基本拓撲及其工作原理在《電源技術應用》等學術期刊中，已有許多文章對其進行了介紹。