用DSP實現功率因數校正
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根據國家《強制性產品認證管理規定》、《強制性產品認證標志管理辦法》、《第一批實施強制性產品認證的產品目錄》的規定，自2003年5月1日起，列入《目錄》內的產品未獲得強制性產品認證證書和未加施中國強制性產品認證標志不得出廠銷售、進口和在經營性活動中使用。空調器也在《目錄》之內。而變頻空調要通過中國強制認證（簡稱“3C”），諧波電流必須滿足國家標準GB17625.1-1998《低壓電氣及電子設備發出的諧波電流限值（設備每相輸入電流≤16A）》的規定要求。目前國內的絕大多數變頻空調都采用在直流通路中加電感的同時，給其并聯電容，這種方法功率因數有所改善，但諧波電流仍不能滿足國家標準要求。有源功率因數校正（APFC）技術的采用，能有效地解決這個問題。本文介紹了利用數字信號處理器（DSP）實現APFC的完全數字化控制。
眾所周知，由于橋式整流電容濾波電路的電源輸入端電流不再是呈正弦波形，而呈幅值很高的不連續的尖峰脈沖，因而其基波成份很小，而高次諧波非常豐富，諧波總含量相當可觀，電路的功率因數很差。國家正越來越嚴厲地限制低功率因數設備進入市場。在過去的十幾年中，很多公司開發了許多解決APFC問題的專用元器件，這將增加設備的成本?，F在，又研制出了低成本的DSP，DSP帶有很多功能，象ADC（模數轉換器）、PWM（脈寬調制器）、PIO（可編程輸入輸出口），從而能夠完成很多實時控制，并能夠替代上述的專用PFC元器件。換言之，整個解決方案利用數字控制，節省元器件，提供更多的靈活性，并能實現非線性和復雜的控制。而且所有這些都不必更改硬件。
2 功率因數
線路功率因數定義為有功功率與視在功率之比值，即
PF=P/S=P/Vrms×Irms
其中，P為有功功率（W） S為視在功率（VA）
PF值大小在0與1之間。如果負載是純阻性負載，則有功功率與視在功率相等，PF等于1；反之，PF小于1。功率因數控制就是想辦法使PF等于1。
電子設備的輸入功率
Pin(t)=∫Vin(t)×Iin(t)×dt
假如Vin(t)=Vi×Sin(ωt),且PF=1，則
Iin(t)=Iin×Sin(ωt)
其中 Iin=iL=γio·Vin (γio是一個比值)，則
Iin(t)=(γio·Vin)·Sin(ωt)
3 DC-DC轉換器
對于PFC，電路拓撲多種多樣。每個DC/DC轉換器有兩個基本的工作模式：DCM（非連續工作模式）和CCM（連續工作模式）。在非連續工作模式中，電感電流在每個PWM周期將會達到零；而對于連續工作模式，電感電流在每個PWM周期從不達到零。非連續模式轉換器適于低功率應用，而連續模式轉換器適于中、高功率應用。在我們的PFC應用中，升壓轉換器采用平均電流模式控制。
為了控制PFC，需要一個合適的PFC模型去完成控制算法。這里給出一個簡單的工作在連續模式的升壓轉換器的模型。結果如下：
Gid(s)=iL(s)/d(s)≈Vo/(S·L)
iL(s)為電感電流變化 d(s)為變化的占空比
Vo為輸出電壓 L為電感大小
在進入CCM之前，升壓轉換器工作在DCM階段，兩個階段的傳遞功能不一樣，但由于增益較低，從而在達到穩定性之前，不會出現什么問題。因此，Gid代表有用的傳遞功能，去調節電流控制環路。對于電壓控制環路，輸出電壓的反饋補償網絡與反饋電流回路一樣重要。現在，對輸入正弦波電壓的一個完整的半周期做等效的、小信號的解析。假設輸入電流被控制，跟蹤分壓后的輸入電壓波形，結果如下：
Gvo(s)=vo/vc=gc·(ro//Ro)/(1+S·Co·ro//Ro)
因此，Gvo(s)代表有用的傳遞功能，去調節電壓控制回路。
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