一种适合于航空电网的单周期控制功率因数校正技术

l 引言

传统的交流供电设备输入端采用如图1所示的AC-DC电路，该电路具有结构简单成本低的优点，但其输入电流波形畸变大，功率因数低(0.6~0.7)，污染电网严重时会影响电网稳定性，随着航空系统用电设备的增多，航空电网中的谐波电流也越来越大，对航空系统用电设备提出了功率因数的要求（美国航空无线电技术委员会于1997年提出了民用飞机的标准RTCADO-160D）。在输入端采用无源元件也可以解决输入电流畸变问题，使输入功率因数达到0.95，但是同时带来整流后直流电压变换范围加大，影响后级电路有效工作。随着电力电子技术的发展，高功率因数的有源PFC技术将得到广泛应用。它由前级的AC-DC和后级的DC-DC组成。其前级主要是实现输入电流的整形，一般采用输入整流桥后接一个Boost变换器来实现，输出电压预稳定在某一值，给后级DC-DC实现最后隔离稳压提供了良好条件^[1]。

有源PFC技术就控制方式而言，大多数采用平均电流控制来达到功率因数校正的目的，但平均电流控制中需要检测输入电压、电感电流、输出电压，并且需要使用乘法器来实现，使得系统控制复杂，投资增加。单周期控制是一种不需要乘法器的新颖控制方法，它同时具有调制和控制的双重性，该技术的突出特点是：无论是稳态还是暂态，它都能保持受控量的平均值恰好等于或正比于控制参考信号，具有动态响应快、开关频率恒定、鲁棒性强、易于实现等优点^[2]。本文将采用单周期控制技术，研究一种适应于航空电网的高功率因数PFC变换器。