PFC(H桥单极性调制)电路仿真建模设计

• 设计指标

1. 输入电压：85~265Vac
2. 输出电压：390V
3. 输出功率：3.3kW
4. 开关频率:100kHz
5. 系统时钟:100MHz
6. MCU类型：浮点

• 仿真模型详细设计
  1.1 . 主回路

图1 主回路仿真模型

Uac为交流输入电压，Cx为交流侧X电容。Rs1为输入回路的线路阻抗，Lo为交流滤波电感，Co为输出滤波电容（务必参考数据手册添加ESR），负载类型为CC负载。

1. 2. 采样电路

图2 采样电路仿真模型

系统共3个采样点，交流侧电压 Uac_s ，交流侧电流 Iac_s ，输出电压 Uo_s 。每个采样点（其中交流电压和交流电流采样经过1.65V的电压偏移）经过一阶滤波器（滤波器带宽跟开关频率一致即可）处理转换成0~3.3V的电压，经过12位的AD采样得到ADCRESULT0..2，最后经过比例处理得到实际采样值供MCU使用。

1. 3. 控制算法

图3 控制算法仿真模型

目标电压采用斜坡软给定，电压给定初值为启动前输出电压，目标电压为390V。控制算法采用电压外环电流内环的算法，电压环输出作为电流环的有效值给定，通过计算U _uoU ac /Urms得到电流环的瞬时给定值。后级采用前馈控制，前馈分量为 U ac /U oPeriod ，其中Period为Epwm1的周期值，本仿真模型中 Period =1000。

1. 4. 调制电路

图4 调制电路仿真模型

载波为锯齿波，即EPWM1配置为UP模式，ZERO时清零，CMPA时置1，PWM1A和PWM1B配置为互补模式，死区时间设置为400ns。另外需要根据DSP中EPWM1寄存器中比较值影子寄存器的特性增加仿真模型，当载波为0时才更新比较值（仿真模型中考虑到离散时间因素，设计为载波≤3时才更新比较值）。

此仿真模型采用单极性调制策略，T1和T2为高频管，T3和T4为工频管。交流电压极性为正时，调制波为 Tcm ，T3恒关断，T4恒导通；交流电压极性为负时，调制波为 1000-Tcm ，T3恒开通，T4恒关断。

• 仿真结果

图5 仿真波形（左图为整体图，右图为局部放大图）