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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。
仿真模型下载：
https://github.com/xxJian/Matlab_Simulation_of_PFC_Boost
我的Matlab版本是7.11.0（R2010b）。旧版本不能使用的。只能用版本号比这个新的才不会报错。
假如版本是比R2010b新的仍然出错，请尝试校验文件的SHA256。看是否和github上的文件正确。XP电脑可以使用7zip，观察文件的SHA256。我的这份文件SHA256值是：4D51F07DDAE6245AE892A9994A9BBFEB9AF59B99EF2C32ED8C5581BDA7461F14。
PS:
Download files:
step1. open https://github.com/xxJian/Matlab_Simulation_of_PFC_Boost
step2. press Clone or download
step3. Download ZIP
step4. unzip
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