揭示单周控制与传统控制的区别：DC-DC转换器与APF/PFC案例分析

本文主要探讨了单周控制与传统控制方法在电力电子装置中的应用和比较，由作者王广柱针对山东大学电气工程学院的背景展开。单周控制，由Keyue.Ma.Smedley在90年代初提出，最初应用于Buck和Cuk变换器，后来扩展到音频功率放大器、有源电力滤波器（APF）和功率因数校正器（PFC），在国内也引起了广泛关注。然而，对于两者之间的本质区别和联系，尽管有研究，但并未深入分析其原理上的差异。 首先，文章以DC-DC变换器为例，对比了单周控制与传统脉宽调制（PWM）方法。在单周控制中，当锯齿波幅值随输入电压变化时，与传统PWM控制的控制思想相似，都依赖于调整脉冲宽度来调节输出电压。然而，单周控制的独特之处在于，它通过一个带有复位功能的积分器和比较器，省去了对电源电压的直接检测和乘法运算，简化了硬件设计，提高了效率。 接着，文章深入到单相APF和直流侧APF的控制策略中，对比单周控制与电源电流直接控制。单周控制APF采用类似的原理，即通过积分器和比较器来实现电流补偿，但这种简化处理牺牲了一部分补偿精度，以换取更简单的控制结构。与传统的电流控制方法相比，单周控制在保持基本控制目标的同时，提供了一种更经济且易于实施的解决方案。 本文的目的是通过详细的分析和比较，揭示单周控制的内在原理，明确其与传统控制方法的异同，以便更好地理解和开发这一非线性控制方法。这种深入的理解将有助于推动单周控制技术在电力电子领域的进一步发展和优化。通过阅读本文，读者不仅能掌握单周控制的实质，还能拓展到更广泛的应用场景中去。