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单周期控制的无桥式Sepic功率因数校正电路研究
一、导言
功率因数(PowerFactor，简称PF)是描述电路输入电能和有用能量输出之间的比例关系。在实际应用中，电气设备常是非线性负载，低功因数及高谐波电流等问题逐渐显现，会带来电网电压的波动，谐波的产生让电力系统运行不稳定，影响电力物流，而功率因数校正技术就能很好地解决这一问题。本文针对无桥式SEPIC拓扑结构的单周期控制进行了研究。
二、单周期控制介绍
单周期控制法是一种功率因数校正电路常用的控制方法，因其输出电流具有周期性，每个周期内只需要进行一次控制即能完成整个控制周期。相比较于传统控制方法，具有更强的稳定性、偏差小，可大幅优化系统响应速度和输出电流波动。单周期控制法最初用于交流整流电路和BLDC电机驱动系统等领域，后逐渐在功率因数校正电路中得到广泛应用。
三、无桥式SEPIC拓扑结构
图1:无桥式SEPIC电路图
无桥式SEPIC(Single-endedprimaryinductanceconverter)拓扑结构是一种新型的DC/DC变换器，其结构图如图1所示。无桥式SEPIC拓扑能够将DC电压转换成等效的带中点的输出电压，其输入电压和输出电压之间的转换方式具有极高的灵活性。此外，无桥式SEPIC拓扑结构还具有抑制互感器电流瞬时上升的优点，在实际运用中受到了很好的评价。
四、无桥式SEPIC单周期控制
无桥式SEPIC拓扑结构的单周期控制法，以输出电流作为瞬时控制变量，将其控制到参考电流波形上。该控制法的主要思想是在每个控制周期内，利用反馈控制原理，将输出电流控制在一定的参考电流下，从而形成满载输出电流的纹波更小、稳定性更高的电路。
图2:无桥式SEPIC的单周期控制流程图
如图2所示，无桥式SEPIC拓扑的单周期控制逻辑如下：
1.读取输入电压值以及反馈的输出电流值。
2.计算平均输出电流，并与参考电流值比较。
3.对控制信号进行调整，以使输出电流尽可能地接近参考电流。
4.输出控制信号，实现控制逻辑的完成。
五、实验结果
通过搭建无桥式SEPIC结构的单周期控制电路原型，在理论上进行了仿真模拟和实验验证。实验结果表明，无桥式SEPIC的单周期控制能够有效地实现功率因数的校正，使输出电路具有稳定性更强、波动更小的特点，同时对于控制逻辑也具有很好的实验效果和适用性。此外，无桥式SEPIC拓扑能够在较大的反馈电流范围内稳定工作，对于电网负载的稳定性具有很好的保护作用。
六、结论
本文主要从单周期控制法与无桥式SEPIC拓扑，以及两者的结合控制入手，研究了无桥式SEPIC电路的单周期控制法，并对其在电力运输和发电中的应用进行了探究与分析。实验结果表明，无桥式SEPIC的单周期控制可以有效地减小纹波、优化系统响应速度和输出电流波动，从而保护电力系统的安全稳定运行。本文所述的无桥式SEPIC的单周期控制方法具有一定的优越性，值得进一步推广。