今天也是个自习的日子。 翻了些资料，觉得自己也是落后了。最新的单级PFC（Power Factor Compensation）有Boost-Flyback、Boost-Forward、Buck-Flyback变流器。和传统的PFC变流器+DCDC对比，单级PFC换流器的优点是减少了元器件，缺点是输出电压不能精确控制。毕竟是PFC优先的变流器，重点是实现Power Factor 补偿。 补习了一下基于Boost电路的PFC。  

1、电路的拓扑结构

  电路中，D1-D4四个二极管组成了不可控桥式整流。电感L1、MOS管Q1、和二极管D5构成了最常用的DC-DC之一：Boost电路。电容C1是滤波电容。设交流电源AC经过不可控整流后，得到了直流电压为Vrect。 当Q1导通，电感L1通过交流电源进行储能；当Q1关断，电感L1和电源同时为负载进行供电。 L1=470uH，C1=4700uF，交流电压Vac有效值110V，频率60Hz。

2、控制策略以及仿真波形

2.1 电压单环控制：

先提提PID的传递函数： 记得Kp的作用是增加响应速度； Ki的作用是稳定输出，让Vout 跟踪Vref； Kd的作用是控制振荡的幅度。 参数如下：Vref = 280V，只想要把DCDC的输出电压控制成280V； PID参数：P=1；I=0.6；D=0即 生成PWM波，也是用100KHz的载波和调制波进行比较，调制波大于载波时，模块输出1控制MOS管Q1导通；当调制波小于载波时，模块输出0控制MOS管Q1关断。 在软件上搭建了仿真。 电气主回路： 控制回路： 输出电流和电压仿真波形如下（上图是电流，下图是电压，负载是100R电阻，因此电压是电流的100倍。）： 以下是变流器的交流侧波形（上面是电压，下面是电流），可以见到，电流已经和正弦波相差甚远。这是功率因素Power Factor低下的表现。   因此，下一步是增加PFC控制。

2.2 PFC控制策略

PFC控制策略图中，目的是为了控制交流侧电流和交流侧电压达到相位上的一致，同时波形畸变不明显。可以通过采集电感电流Irect，控制电感电流为理想的经过整流后的波形。 详细理论不说了……我也是半桶水。主要是记录下波形，让自己下次打开这文章时能回想到整个过程。 调试过程中，注意的是，这是一个双环的控制回路。需要先调试电流内环。 调试电流内环时候，要先把电压外环取消。控制策略如下图： 这里的Iref，主要是增加了整流桥的直流侧电压Vrect的相位信息。让MOS管的占空比和电压Vrect的波形看起来一致。 调试PID控制器的主要过程如下：这里先不用Kd。置Ki=0；先调Kp，调试时，可以分别让Kp=0.1、1、10、100、1000这样，观察系统的响应曲线，在这里就是电压波形。 电流内环的PI参数：Kp=100, Ki=10。这样，参数有点大，但跟踪效果还可以。 观察以下的输出电流、输出电压波形，因为控制目标是Irect，因此输出电压不是想要的。   观察输入交流侧的电压（下图上方波形）和电流波形（下图下方波形）： 已经是理想的波形了。 随后加上电压外环，因为以前用过根轨迹分析过Boost电路的传递函数，控制变量为MOS管Q1的占空比、输出变量为输出电压Vout，这是一个不稳定的系统，某个极点或者是零点落于正半平面。但是假如输出变量为电流时，则极点和零点都不在根轨迹图的正半平面，因此控制输出电压增加了难度。 电压外环的参数，因为上文已经调好了，就直接用上述的参数，把系统搭建起来。综合电压外环和电流内环。 最终：交流电压和电流的波形 输出电流和输出电压的波形：     但是输出电压已经明显不是参考电压280V了。说明系统对参考电压的跟踪效果变差，而优先让交流电流跟踪交流电压了。 想仿真flyback但是这软件的变压器的参数不好配置。   这是电力电子的Boost而不是开源软件中的boost……上网搜了电气工程也算属于IT，因为是IT硬件中的电源部分。即在这里发表了。