Average current control of a single-phase rectifier with a power factor correction circuit

This paper presents a power factor correction (PFC) control scheme for single-phase input to a three-phase output voltage source converter for a low cost DSP based drives. DSP is usually used to realize the control strategy of the PWM inverter and has some reserve processor capacity, which could be used for power factor correction thus eliminating the need for external PFC control. The principle of applied PI control with feedforward compensation is described. Simulated and experimental oscillograms show effectiveness of the proposed method.

---

Artykuł prezentuje cyfrowy algorytm poprawy współczynnika mocy prostownika jednofazowego, w którym jako układ korekcyjny zastosowany został przekształtnik podwyższający napięcie (rys. 1). Układ sterowania składa się z dwóch regulatorów PI a dodatkowo, w celu poprawy właściwości dynamicznych regulatora prądu, zastosowano sygnał sprzężenia w przód (ang. feedforward). Całość algorytmu została zaimplementowana w 16 bitowym, stałoprzecinkowym procesorze sygnałowym ADMCF328 firmy Analog Devices stanowiącym część stanowiska laboratoryjnego opartego na przekształtniku firmy Danfoss. Zastosowanie takiej topologii pozwala zarówno na podwyższenie napięcia wyjściowego prostownika jak i na kształtowanie kształtu prądu pobieranego z sieci. Układ sterowania składa się z wewnętrznej pętli regulacji prądu służącej formowaniu kształtu prądu pobieranego przez przekształtnik oraz zewnętrznej pętli kontroli napięcia utrzymującej napięcie V(DC) na stałym, zadanym poziomie. Dodatkowo, w celu poprawy właściwości dynamicznych regulatora prądu, na jego wyjściu dodawany jest sygnał sprzężenia w przód generowany na podstawie pomiaru napięcia w obwodzie pośredniczącym oraz napięcia na wyjściu prostownika diodowego. Wprowadzenie tego sygnału znacząco redukuje opóźnienie fazowe wprowadzone do układu sterowania poprzez regulator PI prądu. Zaimplementowanie opisanego układu sterowania w procesorze sygnałowym pozwala na uniknięcie stosowania dodatkowego układu (obecnie najczęściej analogowego) wykorzystywanego tylko i wyłącznie do sterowania przekształtnikiem podwyższającym napięcie i zastosowanie jednego procesora sygnałowego do sterowania całego przekształtnika AC/DC/AC.