BT-
筋膜放进B里面BT+
图1 双向PFC 电路图
工作时序(以R 相为例):
Q1和Q4互补,Q2和Q3互补。
在市电正半周工作的时候Q3常闭,Q2常开。正向升压Q4 为主导管(BOOST);反向降压时Q1 为主导管(BUCK)。 在市电负半周工作的时候Q1常开,Q4常闭。正向升压Q3 为主导管;反向降压时Q2为主导管。
升压分析:
升压电路为BOOST 电路。以R 相市电正半周分析,当Q4导通Q1断开时:
⎪⎪⎩⎪⎪⎨
⎧=+=00Z V dt
dV C dt
di L V o L R (1) 当Q4断开Q1导通时:
⎪⎪⎩⎪⎪⎨
⎧=+=-L o L R i
Z V dt
dV C V dt
di L V 00 (2) 结合开通关断得出系统空间状态方程:
⎪⎪⎩⎪⎪⎨
⎧--=--=Z V D i dt
dV C D V V dt
di L s o R L
0)1()1( (3) 其中为R 相市电电压,为电感L1的瞬时电流,为电容C1的电压,R V L i 0V Z 为所带的负载,D 为占空比。 对上式施加扰动,定义:
,,000ˆV V V +=L L
L i i i ˆ+=D D D ˆ+=代入公式(3)可以得到稳态方程: ⎪⎪⎩
⎪⎪⎨
⎧
-=-=Z V D i D
V V L R 00111 (4) 动态方程:
⎪⎪⎩⎪⎪⎨
⎧--+-=--=Z V D i D i dt
V d C D V D V dt
i d L L L o L 000ˆ)1(ˆˆˆ)1(ˆˆˆ (5) 上式取拉氏变换,可以得到:
)
2)(1()1()(ˆ)(ˆ20
CZS D LS D Z s i s V L +---=
(6) Z
D LS LCZS V CZS s D s i
L 220)1()2()(ˆ)(ˆ-+++= (7) 控制器设计
对于MiniArray 三相机,BUS 电压设定值为360V ,L1=1.7mH, C1=1500uF,输出功率P =5KV A ,功因为0.8。由于市电模式下PFC 为非线性环节,所以分析它的性能可以根据在PFC 允许的不同市电电压幅值、不同的市电电压相位、不同的带载大小、电感饱和程度等等来逐点分析,如果校正后的控制系统在这些条件下都满足稳定条件,一般来说系统也是稳定
的。现仅以R 满载情况下在输入电压瞬时值为220V 进行分析。此时D=0.39,L=L1,Z=60,来进行分析:
22.1055.010*7.13.22)
(ˆ)(ˆ30
+-=
-S S s i s V (8) 3
.2210*7.110*153.0720
4.32)(ˆ)(ˆ323+++=--S S S s D s i s (9) 由于升压和降压尽量采用同一个电压环控制器,PFC 要有好的瞬态特性来判断BUS 电压过高时启动降压控制时序,所以电压环的带宽不能设计的太低。针对正常升压过程中三进单出机器BUS 纹波较大的情况,采用BUS 纹波滤波器来提取BUS 电压直流量,不会影响输入电流的质量。 利用MATLAB 可以计算出加入控制校正环节后电压环和电流环的伯德图。
)
240()
24(100)(++=
s s s s G v (10)
)
40000()
7500(2000)(++=
s s s s G i (11)
其中是电压环的校正环节,为电流环的校正环节。
)(s G v )(s G i
图2 电压环伯德图
图3 电流环伯德图
降压分析:
Q1 导通,Q4关断:
⎪⎪⎩
⎪⎪⎨
⎧=+-=000
V
dt di L V Z
V i dt dV C L R L (12) Q1关断,Q4导通:
⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-=-=R L V
dt
di L Z
V dt dV C 00
(13)
结合开通关断,得到状态方程:
⎪⎪⎩⎪⎪⎨
⎧-=-=R L L V
控制器设计D V dt
di L Z
V Di dt dV C 000
(14) 同样定义: ,000ˆV V V +=L L
L i i i ˆ+=D D D ˆ+=代入公式(14)可以得到稳态方程:
stkx
V V D R
=
(15) 可以在程序中加入公式(15)做为前馈来降低向电网输入电流的畸变。 可以得到动态方程:
⎪⎪⎩⎪⎪⎨
⎧-+=+=Z V D i D i dt
V d C D V D V dt
i d L L L o L 00
0ˆˆˆˆˆˆˆ (16) 取拉氏变换得到:哺乳衫
Z
V D i CS V D
V LS i s i s V L L L 0
000
)
(ˆ)(ˆ+
++= (17) 2
20
挑战者360
0)(ˆ)(ˆD S Z
L CLS Z V Di CS V s D s i L L -++
+= (18) 由于降压电路和升压电路都用到同一个校正环节和,针对降压的电压环分析来说,占空比D 的值是根据市电电压、BUS 电压动态变化的,现取)(s G v )(s G i 4000=V ,,
220=R V 55.0=D ,,Z=160。可以得到:
3=L i 15.46.02200051.0)(ˆ)(ˆ0
金属声屏障生产线++=
S S s i
s V L (19) 3025.010*625.1010*55.215
.46.0)
(ˆ)(ˆ626-++=--S S s D s i L (20) 降压环节经升压控制器校正后的电压环和电流环的伯德图分别如图4、5所示。可以发现,降压过程可以采用与升压过程同样的控制器。
图4 降压电路电压环伯德图