今天也是個自習的日子。

翻了些資料，覺得自己也是落後了。最新的單級PFC（Power Factor Compensation）有Boost-Flyback、Boost-Forward、Buck-Flyback變流器。和傳統的PFC變流器+DCDC對比，單級PFC換流器的優點是減少了元器件，缺點是輸出電壓不能精確控制。畢竟是PFC優先的變流器，重點是實現Power Factor 補償。

補習了一下基於Boost電路的PFC。

1、電路的拓撲結構

電路中，D1-D4四個二極體組成了不可控橋式整流。電感L1、MOS管Q1、和二極體D5構成了最常用的DC-DC之一：Boost電路。電容C1是濾波電容。設交流電源AC經過不可控整流後，得到了直流電壓為Vrect。

當Q1導通，電感L1通過交流電源進行儲能；當Q1關斷，電感L1和電源同時為負載進行供電。

L1=470uH，C1=4700uF，交流電壓Vac有效值110V，頻率60Hz。

2、控制策略以及模擬波形

2.1 電壓單環控制：

先提提PID的傳遞函式：

記得Kp的作用是增加響應速度；

Ki的作用是穩定輸出，讓Vout 跟蹤Vref；

Kd的作用是控制振盪的幅度。

引數如下：Vref = 280V，只想要把DCDC的輸出電壓控制成280V；

PID引數：P=1；I=0.6；D=0即

生成PWM波，也是用100KHz的載波和調製波進行比較，調製波大於載波時，模組輸出1控制MOS管Q1導通；當調製波小於載波時，模組輸出0控制MOS管Q1關斷。

在軟體上搭建了模擬。

電氣主迴路：

控制迴路：

輸出電流和電壓模擬波形如下（上圖是電流，下圖是電壓，負載是100R電阻，因此電壓是電流的100倍。）：

以下是變流器的交流側波形（上面是電壓，下面是電流），可以見到，電流已經和正弦波相差甚遠。這是功率因素Power Factor低下的表現。

因此，下一步是增加PFC控制。

2.2 PFC控制策略

PFC控制策略圖中，目的是為了控制交流側電流和交流側電壓達到相位上的一致，同時波形畸變不明顯。可以通過採集電感電流Irect，控制電感電流為理想的經過整流後的波形。

詳細理論不說了……我也是半桶水。主要是記錄下波形，讓自己下次開啟這文章時能回想到整個過程。

除錯過程中，注意的是，這是一個雙環的控制迴路。需要先除錯電流內環。

除錯電流內環時候，要先把電壓外環取消。控制策略如下圖：

這裡的Iref，主要是增加了整流橋的直流側電壓Vrect的相位資訊。讓MOS管的佔空比和電壓Vrect的波形看起來一致。

除錯PID控制器的主要過程如下：這裡先不用Kd。置Ki=0；先調Kp，除錯時，可以分別讓Kp=0.1、1、10、100、1000這樣，觀察系統的響應曲線，在這裡就是電壓波形。

電流內環的PI引數：Kp=100, Ki=10。這樣，引數有點大，但跟蹤效果還可以。

觀察以下的輸出電流、輸出電壓波形，因為控制目標是Irect，因此輸出電壓不是想要的。

觀察輸入交流側的電壓（下圖上方波形）和電流波形（下圖下方波形）：

已經是理想的波形了。

隨後加上電壓外環，因為以前用過根軌跡分析過Boost電路的傳遞函式，控制變數為MOS管Q1的佔空比、輸出變數為輸出電壓Vout，這是一個不穩定的系統，某個極點或者是零點落於正半平面。但是假如輸出變數為電流時，則極點和零點都不在根軌跡圖的正半平面，因此控制輸出電壓增加了難度。

電壓外環的引數，因為上文已經調好了，就直接用上述的引數，把系統搭建起來。綜合電壓外環和電流內環。

最終：交流電壓和電流的波形

輸出電流和輸出電壓的波形：

但是輸出電壓已經明顯不是參考電壓280V了。說明系統對參考電壓的跟蹤效果變差，而優先讓交流電流跟蹤交流電壓了。

想模擬flyback但是這軟體的變壓器的引數不好配置。

這是電力電子的Boost而不是開源軟體中的boost……上網搜了電氣工程也算屬於IT，因為是IT硬體中的電源部分。即在這裡發表了。