数字双闭环控制交错并联Boost PFC电源设计

"本文介绍了一种新型高功率因数电源的设计，该电源针对传统模拟控制技术在功率因数校正(PFC)方面的不足，如低功率因数、低效率和高总谐波畸变率(THD)，提出了一种创新方案。通过采用数字双闭环控制策略，基于DSP技术，优化了控制算法，设计出交错并联Boost PFC新型电源。实验证明，此电源的功率因数超过0.99，效率高于0.95，THD小于3%，显著提高了系统的稳定性，具有广泛的应用潜力。" 在电力电子领域，功率因数校正技术(PFC)至关重要，因为高次谐波和无功功率会影响电网的健康运行。Boost PFC电路常用于中大功率场景，但它在电感/电流连续模式(CCM)和断续模式(DCM)下各有优缺点。新型电源采用了交错并联Boost PFC结构，其硬件设计包括主功率电路和DSP控制电路两部分。主功率电路由交流输入、EMI滤波器、整流电路及主功率元件组成，而DSP控制电路则负责电压和电流的实时监测与反馈，通过双PWM信号驱动开关管，实现电流相位交错，从而降低输入电流纹波。 电压环和电流环的双闭环控制结构是新型电源的核心。电压环确保输出电压的稳定，而电流环则使输入电流跟踪输入电压的变化，实现功率因数接近于1的理想状态。在设计中，开关频率的选取是个关键因素，需要在减小电源体积、降低损耗和保持高效之间找到平衡。此外，电感、电容等主电路参数的合理设计也是保证系统性能的重要环节。 实验结果显示，该新型电源在实际运行中表现出色，不仅功率因数和效率指标优秀，而且THD低，系统稳定性增强。这意味着它在工业、商业和家用电器等领域具有很大的应用价值，能够帮助提高能源利用效率，减少谐波污染，为绿色能源的发展做出贡献。