庞科旺 吴 拓 经鹏宇

(江苏科技大学电子信息学院 江苏 镇江 212000)

0 引 言

供电系统中，不间断电源的使用提高了系统的可靠性，但同时由于整流环节中二极管、晶闸管非线性元件的存在，使网侧电流发生畸变而呈尖峰脉冲状，并含有大量高次谐波，功率因数很低，这对供电系统造成严重的谐波污染[1]。APFC技术则可以利用反馈原理，使交流侧的电流与电压波形基本保持一致，即相位差近似为零，达到提高功率因数的目的。

APFC本身具有时变性，而非线性器件的存在又决定了其非线性的特点，对于这样复杂的控制对象，很难对其进行精确建模[2]。传统PID控制无法得到满意的控制效果，而模糊PID控制对此类控制表现出优越的性能[3]。实际系统大都不是以整数阶存在，而是分数阶[4]，因此本文针对传统PI性能的不足，尝试在APFC系统中引入分数阶使控制精度更高、效果更为理想。针对未知负载变化，通过模糊控制器对调节参数进行自适应调整，以实现快速、精确响应。通过Simulink仿真，将几种控制理论相结合的控制策略可使系统功率因数达到0.999，THD低于3%。

1 APFC电路结构及参数指标

APFC常用的拓扑结构有四类，其中Boost升压型拓扑结构具有功率因数高、总谐波失真小、易于EMI滤波等优点[5]，因此本文基于该结构进行控制策略研究，电路结构原理图如图1所示。

图1 APFC电路结构原理图

功率因数PF定义如下：

PF=有功功率/视在功率=

ViI1cosα/ViI=I1cosα/I

(1)

(2)

式中：Vi为输入交流电压；I为输入电流有效值；I1、I2、In分别为输入电流的相应基波、二次、n次谐波分量有效值；……