基于Nios II的Boost型功率因数校正系统研究
4 软件系统
系统硬件平台设计完成后,在Nios II 9.0 IDE软件的开发环境中编写系统嵌入式应用软件,系统嵌入式软件流程如图3所示。
该系统中,Nios II程序的任务是在规定的控制周期内,通过预先设定的值得到控制任务及控制参数,同时接收A/D采样控制电路的反馈信号,再经过CPU计算和处理后得到纠正的PWM控制参数并传达给PWM模块,最后由PWM模块输出相应的PWM信号以实现PFC系统的闭环PWM控制。
5 系统的实验结果
通过控制分析和参数确定,对用EP2C8Q208C8型FPGA作为主控芯片的数字功率因数校正器进行了实验。此实验交流输入电压为220 V/50Hz,功率器件开关频率为30 kHz,输出电压经升压后为380 V。用示波器分别测量了校正前、后的波形,结果如图4所示。可见,输入电流无论是波形还是相位都基本跟踪了输入电压波形,功率因数达到0.98以上,得到了较为满意的结果。
6 结论
此处主要围绕PFC的数字化控制进行了研究,着重介绍了平均电流型Boost PFC电路,建立了平均电流控制电压环、电流环的小信号数学模型,提出了设计思路,并设计了基于片上系统的数字控制方案,完成了实验样机的制作。测试结果表明,该系统控制精度高,功率因数值达到0.98以上,满足了理论设计的要求,并验证了此数字控制方案的可行性。
基于Nios II设计的PFC系统,设计周期短,集成度高,灵活性大,维护和升级方便,硬件缺陷修复和排除简单,具有很好的移植性,用户可根据需要对该模块的设计思想进行修改。随着科学技术的发展,采用嵌入式对PFC系统进行控制是一种新发展趋势。
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