vienna整流器的控制方法

描述

前言:最近我在学习英飞凌的ICE3PCS01G的控制策略,发现它无需采样输入电压,也能实现非常优秀的ithd效果,确实是值得好好学习和研究它的方法。

在之前的文章中我介绍过基于TOFF的PFC控制方法,简单的说就是可以把TOFF和变换器的输入阻抗联系起来,使系统变为一个输入阻抗可调的系统,来实现输入电流跟随电压之目的。

输入阻抗

所以只需要把Doff和iL建立控制关系,即可实现输入阻抗的控制。在ICE3PCS01G的实现上,巧妙地引入了一个电流环来实现Doff和iL的控制关系,可见:

输入阻抗

上图是参考文献1,通过引入电流环来建立控制关系,其中Vicomp为Doff的调制波,去与PWM斜坡切割产生Toff或Doff。

输入阻抗

上图中M1是电压环的调节量,因此可以得到Doff调制波与Vlp、iL Rsen关系:Vicomp/Zc = gm (iL Rsen - Vicomp (R7/R501)Vlp)。电流环强迫Vicomp跟随上iLRsen,同时把电压环R7/R501的增益系数引入来决定电感电流的大小,实现闭环调节的目的。

根据上图,我可以提出其电流内环的数字化实现方法:

输入阻抗

其中,PI(s)是内环控制器,vramp是PWM载波幅度。

根据理论可以建立vienna整流器的控制模型:

输入阻抗

输入阻抗

运行测试:

输入220VAC/50HZ/负载30欧/21.3KW/40KHZ/1mH/

1、输入电压正常

输入阻抗

输入阻抗

输入阻抗

2、高次谐波输入

输入阻抗

3、缺相

输入阻抗

输入阻抗

4、三相不平衡输入:

输入阻抗

小结:

经过简单的仿真测试,发现该控制方法在较为恶劣的电网情况下都实现了较好的控制效果,而且引入电流内环后更有益于ithd的提升。确实为一种非常好的控制策略,感谢观看,感谢支持。本人能力有限,如有错误恳请帮忙指正,谢谢。

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