解析图腾柱无桥PFC的状态控制（基于DSP C2000）

最新推荐文章于 2025-03-06 18:51:28 发布
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本文详细解析了基于DSP C2000的图腾柱无桥PFC状态控制逻辑，包括正负半周、过零点的四种状态及其切换条件，以及状态机的C2000代码实现，强调了软过零算法在解决过零点畸变问题中的关键作用。

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解析图腾柱无桥PFC的状态控制（基于DSP C2000）

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图腾柱无桥PFC控制逻辑远复杂于Boost有桥PFC。

9121d8dfdf1d4b22fdfb152d3e800e22.png图腾柱无桥PFC拓扑(TTPLPFC)

TTPLPFC在AC电压不同相位，需要修正慢管逻辑、调制逻辑、抑制过零点畸变。有桥Boost PFC中，输入电压经过二极管桥整流，不存在上述问题。

一、图腾柱PFC状态机设计

1、在数字控制的TTPLPFC的电源软件中，ISR状态机可按照电网相位，分为4大状态：

·PH：AC电压正半周

·NH：AC电压负半轴

·PZC：AC电压正过零

·NZC：AC电压负过零

2、ISR状态机的四大状态中，待处理的事件：

·慢管逻辑

·快管调制逻辑

·死区调节

·环路参数调节

·软过零算法/抑制过零点畸变

3、状态机状态切换条件：

·SPLL提供的电网相位

·电网电压采样值

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无桥图腾柱PFC电路生动形象的讲解
weixin_43199439的博客
06-19 3692
通过以上详细的解析，我们可以看到在无桥图腾柱 PFC 电路中，电流在不同的开关状态下通过体二极管和外部二极管形成了不同的电流回路。尽管体二极管没有直接连接到地，它们通过与地线、外部二极管和负载的连接，形成了完整的电流路径。关键点Q1 和 Q2 的体二极管：通过电流的路径间接形成回路，尽管它们没有直接接地。SD5 和 SD6 的作用：在每个半周期中提供了续流路径，确保了电流的连续性。电感 L 的储能和释放：在开关状态改变时，通过电感 L 的电流储能和释放，实现了能量的有效转移。
什么是 Totem-Pole Bridgeless PFC？凭啥这么火？(附仿真波形)
weixin_43199439的博客
06-23 211
Totem-Pole PFC（无桥图腾柱功率因数校正）是一种🔥高效的AC-DC转换架构，它抛弃了传统桥式整流中的二极管，改用MOSFET同步整流，大幅降低损耗、提升效率，特别适合高功率服务器电源、电动汽车OBC（车载充电器）等应用。🧠 通俗解释：传统桥式PFC像是拐了个弯的水管，而Totem-Pole就像直接打通的直线水管，阻力小，效率高！fill:#333;color:#333;color:#333;fill:none;输入电压Vin高频MOSFET Q1/Q2电感L1输出电压Vo。
图腾柱无桥PFC，平均电流控制。 环路建模然后设计出电压环和电流环补偿网络，零极点放置
KIbCUnoD的博客
03-06 634
除了图腾柱无桥PFC，还存在其他类型的PFC电路，如Dual-boost PFC和两相、三相交错并联图腾柱PFC。这些仿真提供了对电路的模拟和仿真功能，可以准确地模拟电路的动态特性和实际运行情况，从而评估电路的性能。在设计图腾柱无桥PFC电路时，首先需要进行环路建模。在图腾柱无桥PFC电路中，需要建立电压环和电流环的传递函数，并在设计中考虑零极点的放置，以实现更好的控制性能。总的来说，图腾柱无桥PFC是一种高效的PFC电路架构，通过环路建模和控制器设计，可以实现对交流电源的功率因数校正。
交错并联图腾柱无桥PFC主电路的详细工作原理及电流路径分析
weixin_43199439的博客
06-20 4305
交错并联图腾柱无桥PFC是一种高效的功率因数校正电路，通过交替控制开关管的导通与关闭，实现电感的充放电，以达到平滑输入电流，提高功率因数的目的。电感 (L1, L2): 储存和释放能量。开关管 (Q1, Q2, Q3, Q4): 快速切换电流路径。续流管 (S1, S2): 慢速开关，用于提供电流的续流路径。滤波电容 (Co): 平滑输出电压。下面我们将详细分析该电路在正半轴和负半轴的8种工作模态，并解释各模态下电流的具体路径。
[开关电源 电路拓扑]图腾柱无桥PFC1 工作原理和拓扑
MIAOXIAO77的博客
08-29 7983
介绍了图腾柱无桥PFC的工作原理和控制逻辑
无桥图腾柱PFC工作原理
weixin_59329579的博客
08-24 1万+
此时S1为主开关，用以控制输入电流对PFC电感的充电，以产生正弦波形。当S1闭合时，电感电流上升，电感进行储能。当S2闭合时，电感电流上升，电感进行储能。S1体二极管仅在死区时间导通，可实现软开关，S1可在Toff时间导通，减少体二极管的压降。与传统的PFC拓扑结构相比，图腾柱PFC可实现高效率和高功率密度，同时元器件的数量也是最少的。图腾柱PFC输入的为交流电，所以图腾柱PFC的工作原理要分为正半周和负半周工作进行分析。当S2断开时，电感释放能量，电感电流下降。当S1断开时，电感释放能量，电感电流下降。
图腾柱无桥PFC原理
FPGA_WORKER的博客
08-25 3382
单加一个管子的软启还不行，如果只是Q4（主开关管）进行软启，此时Q3因为互补导通，也是会以很大占空比导通（1-D），然而此时交流电压较小尚未形成有效的正向电流电压，就会导致输出电容电压倒灌（路径为Q3，L，Q1/Q2）此时电容放电，从电流波形上看就会有反向的电流尖峰。Q4导通，电流流向为电感L，Q4，Q2，然后回N线，此时相当于boost中电感充电环节；随后Q4关闭，Q3互补导通（注意此时仍是交流正半周），电感对输出电容和负载放电，电流流向为L，Q3，Vo，Q2，然后返回N线；Q4和Q3互补导通。
GaN图腾柱无桥 Boost PFC（单相）六-终极细节篇
热门推荐
weixin_41270987的博客
01-07 3万+
最近一致再做关于PFC的项目，总的来说，PFC相交于三相pwm整流器简单，易懂易理解。前面的文章也是开始调试PFC的时候写的，寻找相关文献，做相关实验以及仿真，都是为了方便理解图腾柱PFC，最近在调试相关小功能时，把这段时间的项目经验进行了整理。于是推出了pfc的终极细节篇，后续还有PFC的谐波需要调节，也会分享一下心得。 一.ccm模式下pfc输入电压（电流）与占空比的关系 pfc的输入电压与占空比的大致关系如下图所示： 输入电压与占空比的关系： 占空比两边宽中间窄 两边电流小，占空比打的大；中间电流
TI 3交错图腾柱无桥PFC资料，高频管使用碳化硅，有数字控制环路介绍
09-07
本参考设计聚焦于TI的6.6千瓦无桥图腾柱功率因数校正（PFC）解决方案，特别适用于混合电动汽车（HEV）/电动汽车（EV）的车载充电器。该设计采用了碳化硅（SiC）MOSFET，并由C2000微控制器（MCU）驱动，以实现高效率...
1kW、80 Plus 钛合金、GaN CCM 图腾柱无桥 PFC 和半桥 LLC 参考设计(一)
weixin_43199439的博客
11-13 266
在现代商用服务器和数据中心的应用中，电源系统的高效性不仅能显著降低能源成本，还能提高系统的可靠性和稳定性。本设计通过结合先进的PFC技术、LLC谐振变换器和GaN技术，实现了高效、紧凑的1000W电源设计，满足了商用服务器对高功率密度和高效率的严苛要求。随着GaN技术的不断发展和PWM控制技术的精确化，未来的电源设计将能够在更小的体积内实现更高的效率和更低的损耗，从而为数据中心和高性能计算平台提供更加节能环保的解决方案。
5G数字电源方案：基于无桥PFC三相交错零介模式的高效电源设计及其实现
最新发布
07-27
该方案采用无桥PFC（功率因数校正）技术，避免了传统PFC电路中二极管带来的效率损失，利用MOS管构建无桥结构。此外，还介绍了三相交错技术和零电压开关的具体实现方法，包括关键代码片段和调试技巧。文中提到的动态...
单相无桥PFC图腾柱仿真
12-06
采用plecs软件进行仿真，采用电压外环电流内环的双环控制，电流内环采用的是平均电流模式进行控制，并增加了输入电压前馈策略
图腾柱无桥PFC变流器研究_陈喜亮.zip_PFC仿真_变流器设计_图腾柱 MATLAB_无桥 PFC_流柱
07-15
图腾柱PFC的设计，MATLAB仿真分析等。
DSP28335PFC控制程序
04-18
上传的代码为PFC控制程序，适用于开关电源的控制。
无桥PFC拓扑结构及控制策略研究_刘桂花
03-22
用于无桥pfc的分析介绍，哈工大博士毕业论文
基于DSP的三相维也纳PFC控制代码
03-21
该代码是基于DSP TMS320F2806控制的维也纳PFC控制代码，可以实际使用的
基于TI C2000 DSP的高压与低压软启动控制源码解析及应用
04-12
内容概要：本文详细介绍了基于TI C2000系列DSP的高压和低压软启动控制源码及其应用。首先解释了高压软启动的作用和必要性，即通过逐步增加电机电压而非突然施加全电压，减少对电网和设备的冲击。文中展示了具体的...
无桥图腾柱PFC电路讲解
鸟宿江边树的博客
10-22 1万+
市电输入正半周分析 无论是正半周输入，还是负半周输入，整个工作过程都分为电感充电，电感放电两种状态来分析。 电感充电回路： 如下图，当市电的正半周到来时，由于L线电位要比N线电位高，所以Vi的极性为右侧为正，左侧为负。此时控制Q2和Q4导通，Q1和Q3截止。
[开关电源 电路拓扑]图腾柱无桥PFC3 控制逻辑与控制框图绘制
MIAOXIAO77的博客
08-30 2315
分析了图腾柱无桥PFC的控制逻辑以及控制框图的绘制思路，同样适用于其他拓扑。
无桥PFC的软件算法
03-24
<think>好的，我现在需要处理用户关于无桥PFC软件算法实现和设计方法的查询。首先，用户提到了两个引用，引用[1]是关于500W无桥PFC开关电源的硬件原理和C语言源码，引用[2]则讨论了图腾柱无桥PFC的状态控制，特别是基于DSP C2000的调制逻辑和过零点畸变抑制。用户明确想了解软件算法相关的实现和设计方法，所以需要围绕这两个引用来展开回答。 首先，我需要确认无桥PFC的基本概念，确保自己理解正确。无桥PFC（Power Factor Correction）相较于传统有桥PFC（如Boost PFC），移除了整流桥，从而减少导通损耗，提高效率。但这也带来了控制上的挑战，特别是在输入电压过零点附近，容易产生电流畸变，需要软件算法来优化。 接下来，用户提到的引用[2]中提到了图腾柱无桥PFC的状态控制，基于DSP C2000，需要修正慢管逻辑、调制逻辑以及抑制过零点畸变。这里的关键点在于软件算法需要处理不同AC相位下的逻辑调整，以及过零点的问题。因此，在回答中需要详细说明这些控制策略，并结合引用[2]的内容。 引用[1]提供了C语言源码和硬件原理，虽然用户主要关注软件算法，但源码部分可能涉及控制算法的实现，比如数字控制器的代码结构、PWM生成、ADC采样处理等。需要将这部分内容与软件设计方法联系起来，说明如何通过代码实现控制策略。 用户的问题涉及软件算法实现和设计方法，可能需要包括以下几个方面： 1. 控制策略的选择，比如平均电流模式控制、滞环控制、预测控制等。 2. 输入电压相位检测与同步，特别是过零点的检测和相位修正。 3. 调制逻辑的设计，例如如何在高频开关管和慢管之间切换，避免交越失真。 4. 数字控制器的实现，包括ADC采样、PWM信号生成、PID调节等。 5. 过零点畸变的抑制方法，比如电流补偿、死区时间调整等。 需要确保每个部分都结合引用内容，特别是引用[2]中提到的状态控制方法和问题。例如，在调制逻辑部分，需要说明在AC电压不同相位下，如何调整慢管的开关逻辑，可能涉及根据输入电压的极性切换工作模式，如引用[2]所述。 另外，关于软件算法的具体实现，可以提到使用DSP（如C2000系列）进行实时控制，编写中断服务程序处理ADC采样，计算PWM占空比，并应用数字滤波器或预测算法来优化响应速度。同时，引用[1]中的C语言源码可能展示了这些算法的实际编码结构，例如主循环中的状态机、中断处理函数中的快速计算等。 还需要注意用户提到的电源管理和控制策略，这可能涉及动态调整控制参数以适应不同负载条件，或者实现多模式运行以提高效率。例如，在轻载时切换到间歇模式，减少开关损耗，这需要软件算法具备自适应调整能力。 最后，生成相关问题时要围绕用户的核心需求，可能涉及具体实现细节、算法优化、实际应用中的挑战等。例如，如何选择适合的控制算法，如何处理实时性问题，或者在不同硬件平台上的移植问题。 总结来说，回答需要结构清晰，分点阐述软件算法的关键部分，结合用户提供的引用内容，确保信息准确，并且自然地添加引用标识。同时，生成的相关问题要帮助用户深入理解无桥PFC的软件设计挑战和解决方案。</think>### 无桥PFC软件算法实现与设计方法 无桥PFC（无桥功率因数校正）的软件算法设计需重点解决输入电流波形畸变、过零点畸变抑制和动态响应优化等问题。以下是核心实现方法： #### 1. **控制策略选择** - **平均电流模式控制**：通过ADC采样输入电压$v_{in}$、电感电流$i_L$和输出电压$v_o$，实时计算占空比$d$以跟踪参考电流$i_{ref}$，公式为： $$ d = \frac{v_o - v_{in}}{v_o} $$ 需结合数字PID调节器优化动态响应[^2]。 - **滞环控制**：通过设定电流滞环带快速切换开关管，简化算法但需高频PWM支持[^1]。 #### 2. **输入电压同步与相位修正** - 使用DSP的捕获模块（如C2000的eCAP）检测AC电压过零点，生成同步信号。 - 在过零点附近，需调整慢管（如低频整流管）的导通逻辑，避免交越失真。例如，正半周时关闭下管，负半周时关闭上管[^2]。 #### 3. **调制逻辑设计** - **高频管与慢管协调**：在高频开关管（如GaN器件）和慢管（如Si二极管）之间按AC极性切换工作模式。例如： - 正半周：高频管调制，慢管常通； - 负半周：高频管关闭，慢管反向续流[^2]。 - **PWM生成**：使用空间矢量调制（SVM）或双沿调制优化电流纹波。 #### 4. **过零点畸变抑制** - **电流补偿算法**：在过零点附近注入补偿电流，抵消寄生电容引起的畸变。 - **死区时间动态调整**：根据负载电流实时优化死区时间，减少电压突跳[^2]。 #### 5. **数字控制器实现** - **ADC采样与滤波**：对输入电压、电流进行同步采样，并应用滑动平均滤波或卡尔曼滤波降噪。 - **代码架构示例**（基于C2000）： ```c void main() { Init_ADC(); // 初始化ADC采样 Init_PWM(); // 配置PWM模块 while(1) { Read_Sensors(); // 读取电压电流 Calculate_Duty(); // 计算占空比 Update_PWM(); // 更新PWM输出 } } ``` 引用[1]中的源码可能包含类似结构。 #### 6. **动态负载适应** - 引入负载电流前馈控制，快速响应负载突变。 - 轻载时切换至Burst模式，降低开关频率以减少损耗[^1]。 ---
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