Boost PFC变换器的无模型预测电流控制技术

"这篇论文探讨了Boost PFC变换器在中轻载运行时存在的电感电流断续导通模式导致的输入电流畸变问题，并提出了一种无模型预测电流控制方法来改善输入电流质量。这种方法结合了超局部模型和预测控制思想，能够生成合适的占空比控制信号，提高电流环路的响应速度，同时减少了对系统参数的依赖，避免了额外的模式识别算法或硬件检测电路。" Boost PFC变换器是电力电子技术中常见的一种功率因数校正装置，尤其在高功率密度和高效率的设计中占据重要地位。然而，在中轻载运行条件下，变换器的电感电流会出现断续导通模式，此时传统的线性PI控制器无法有效控制平均电感电流，导致输入电流出现严重畸变，这不仅影响了变换器的效率，还可能对电网造成谐波污染。 为了解决这一问题，研究人员提出了一种基于超局部模型的无模型预测电流控制策略。超局部模型是一种快速且准确的数学模型，能够反映系统在局部范围内的动态特性。预测控制则是一种先进的控制策略，它通过预测未来系统的状态，提前计算出最优的控制输入，以达到期望的控制效果。 将这两种技术结合起来，构建的无模型预测电流控制器能够在不完全依赖系统参数的情况下，生成适应不同工作模式（电流连续导通模式和断续导通模式）的占空比控制信号，从而提升电流控制性能。这种方法的优势在于，它不需要额外的模式识别算法来判断变换器的工作模式，也不需要复杂的硬件检测电路，简化了控制系统设计，提高了系统的稳定性。 通过这种方法，输入电流的质量得到了显著改善，谐波含量降低，满足了谐波抑制标准如IEC61000-3-2的要求。同时，由于控制器的响应速度提高，整个系统的动态性能也得到了提升，确保了在各种负载条件下的稳定运行。 无模型预测电流控制策略为Boost PFC变换器提供了更高效、更灵活的电流控制方案，对于提升变换器的能效和电网质量具有重要意义。这一技术的应用将进一步推动电力电子设备的和谐共存，减少对电网的负面影响。