基于DSP的单ADC数字功率因数校正器研究

沈黎韬+陶雪慧+杨斌

摘 要： 传统数字功率因数校正器要使用三路ADC采样，特别是电感电流的采样会造成电路效率的下降以及复杂度的上升。研制一台基于Boost电路的数字功率因数校正器，控制回路只使用了一路ADC采样平均输出电压以及输出电压纹波。开关管所需要的占空比值会预先计算好，采样的平均输出电压形成输出平均电压环，采样的输出电压纹波形成输出电压纹波环。两个环路分别对占空比相应的部分进行控制，保证了整个系统可以达到较好的功率因数校正效果。最后，采用TMS320F28335数字信号处理器作为控制芯片，实验结果验证了该方法的正确性。

关键词： 功率因数校正； 单ADC； 预计算； 数字信号处理器

中图分类号： TN873+.5?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2017）14?0158?04

Abstract： Traditional digital power factor correction uses three analog?to?digital converters. Each converter， especially for the inductive current one， increases the cost and the complexity of the system. A digital power factor corrector based on Boost is presented in this paper， in which only one ADC is used for control loop to sample the average output voltage and the ripple of the output voltage. The duty cycles that the switching tube needs are precalculated. The sampled average output voltage forms the output average and the sampled output voltage ripple forms output voltage ripple loop. These two loops control the corresponding part of the duty cycle respectively， which makes the power factor correction effect of the whole system higher. TMS320F28335 DSP is used as a control chip. The experiment results verified the correctness of the method.

Keywords： power factor correction； single ADC； pre?calculation； DSP

0 引 言

传统的功率因数校正通常需要三路ADC（Analog?to?Digital Converter），分别为采样输入电压、输出电压和电感电流，使得电路复杂程度相对较高。其中，电感电流的采样通常使用采样电阻来实现[1]。但是，采样电阻上能量的损耗较大，会对电路整体的效率产生影响。采用数字控制时，电感电流的采样频率和开关频率相同，在保证较高开关频率的同时，电感电流的采样频率也相对较高，这样会导致控制周期缩短，对运算量也提出了很高的要求。

文献[2]把传统的PI双环控制用可编程逻辑门阵列（FPGA）来实现。文献[3]推导出基于电感波谷电流的占空比计算公式，减少了计算量。文献[4?7]中采用单周期控制以及新型控制策略，省去了对输入电压的采样。……