Boost PFC带恒功率负载控制方法的研究

李刚，李舒维，邱伟

（广西大学电气工程学院，广西南宁 530004）

在全球能源危机日益严峻的今天，新能源的发展越来越受到人们的重视，对于风力发电、光伏发电等的应用也愈加广泛。由于新能源发电等级的多样性，电能变换器有时需要通过级联方能满足实际需求[1-2]。当前级电能变换器与后级带有纯电阻负载并以闭环方式控制的变换器级联时，可将后级变换器视为前级变换器的恒功率负载（constant power load，CPL）[3]。典型的例子如利用闭环控制的Buck 稳压变换器接一个纯电阻负载，在其负载固定时该Buck变换器的输入功率为一个定值，即可视为一个恒功率负载。

利用新能源发电需要通过大量的电能变换器才能实现并网[4]。由于电能变换器大多为电力电子器件，因此在能量转换过程中的谐波问题是无法忽略的。Boost PFC 变换器是众多功率因数校正变换器中应用十分广泛的一种。Boost PFC变换器的控制方法经过多年的发展，已经由简单的电流内环及电压外环构成的双闭环PI 控制结构，发展到如今通过利用无桥拓扑[5-7]或者将微分平坦[8]、占空比预估算以及模糊控制[9-10]引入控制算法的设计方法等，以期达到良好的控制效果。而一种利用通过状态变换和状态反馈将一个非线性系统转化为线性系统，然后利用经典控制理论进行控制器的设计的方法也被大量利用，文献[11-12]都利用该控制方法获得了良好的控制效果，但是其应用场景较为简单，只能实现Boost PFC 带纯电阻负载的稳定运行。……