基于UC3854A控制的PFC中分岔現(xiàn)象仿真研究

摘要：為深入了解基于UC3854A控制的PFC變換器中的動(dòng)力學(xué)特性，研究系統(tǒng)參數(shù)變化對(duì)變換器中分岔現(xiàn)象的影響，在建立BooST PFC變換器雙閉環(huán)數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，用Matlab軟件對(duì)變換器中慢時(shí)標(biāo)分岔及混沌等不穩(wěn)定現(xiàn)象進(jìn)行了仿真。在對(duì)PFC變換器中慢時(shí)標(biāo)分岔現(xiàn)象仿真的基礎(chǔ)上，分析了系統(tǒng)參數(shù)變化對(duì)分岔點(diǎn)的影響，并進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。仿真結(jié)果清晰地顯示了輸入整流電壓的幅值變化對(duì)系統(tǒng)分岔點(diǎn)的影響。

　　近年來，功率因數(shù)校正技術(shù)已在大功率電力電子電路中得到了廣泛應(yīng)用，開關(guān)電源功率因數(shù)校正(Power Factor CorrectiON，PFC)技術(shù)作為用來抑制電網(wǎng)諧波污染及降低電磁污染的有效手段，正在成為電力電子技術(shù)研究的重點(diǎn)。

　　目前，基于UC3854A控制的PFC變換器得到了廣泛的應(yīng)用，已有研究表明，這種變換器能夠表現(xiàn)出豐富的動(dòng)力學(xué)行為，包括分岔和混沌。系統(tǒng)一旦進(jìn)入分岔，就會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的諧波畸變，實(shí)現(xiàn)不了功率因數(shù)校正的目的。因此研究變換器參數(shù)變化對(duì)分岔點(diǎn)的影響，對(duì)分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性很有必要。本文對(duì)以UC3854A芯片為核心的Boost PFC變換器進(jìn)行了仿真，重點(diǎn)分析了影響該變換器分岔點(diǎn)(即進(jìn)入周期2狀態(tài))的因素。這對(duì)人們進(jìn)一步了解PFC變換器中的動(dòng)力學(xué)特性有一定幫助，也為變換器的設(shè)計(jì)提供了理論指導(dǎo)。

　　1 PFC變換器的建模

　　圖1所示為基于UC3854A的平均電流控制型Boost PFC變換器的工作原理圖。

圖1 平均電流控制型Boost PFC變換器的工作原理圖

　　在Boost PFC變換器電路中，整流輸入電壓vg(t)=Vin|sin(ωlt)|是時(shí)變的周期電壓，周期為輸入交流電壓的一半，為Tl=π／ωl，其有效值。　　根據(jù)圖1，控制電路的數(shù)學(xué)模型可描述如下：

　　1)電壓控制器輸出電壓的動(dòng)態(tài)特性方程

　　其中

　　2）前饋濾波器輸出電壓Vff的狀態(tài)方程

　　3）乘法呂中電流指令信號(hào)

　　減去1．5是芯片的設(shè)計(jì)要求，且當(dāng)Vvea≤1．5時(shí)，乘法器的輸出iref=0，由于整流輸入電流iL的跟蹤作用，使得iL處于飽和下限0 A，系統(tǒng)處于飽和狀態(tài)。