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第 ５ １ 卷 第 １ 期 电 力 电 子 技 术 Ｖ ｏ ｌ ． ５ １， Ｎ ｏ． ｌ ２ ０ １ ７ 年 １ 月 Ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｓ Ｊ ａ ｎ ｕ ａ ｒ ｙ ２ ０ １ ７ 单 相 单 级Ｐ Ｆ Ｃ 变 换 器 预 测控 制 算 法 研 究 王鹏， 贲 洪 奇 ，王 雪 松 （ 哈 尔 滨 工 业 大 学， 黑 龙 江 哈 尔 滨１ ５ ００ ０ １） 摘 要 ： 预 测 控 制 算 法 可 以 克 服 典 型 数 字 功 率 因 数 校 正（ Ｐ Ｆ Ｃ ） 算 法 结 构 复 杂 、 运 算 量 大 的 缺 点 ， 其 运 算 得到 了 很 大 程 度 的 简 化 。 但 对 系 统 动 态 性 能 要 求 较 高 时， 输 出 电 压 纹 波 会 通 过 电 压 环 进 入 到 电 流 控 制 环 节 ， 进 而 影 响 ＰＦＣ 效 果 。 针 对 该 问 题， 提 出一 种具 有 快 速 动 态 响 应 能 力 的 改 进 预 测 控 制 算 法 。 通 过在 预 测 控 制算 法 中 引 入 补 偿 量， 来 对 占 空 比 进 行 补 偿 计 算 ，以 保 证 在 提 高 输 出 动 态 响 应 速 度 的 前 提 下， 较 好 地 实 现Ｐ Ｆ Ｃ 功 能。 最 后 通 过 仿真 和 实 验， 验 证 了 所 提 改 进 预 测 控 制 算 法 的 有 效性 。 关 键 词 ： 变 换 器； 预 测 拄 制 ； 功 率 因 数校 正 中 图 分 类 号 Ｔ Ｍ ４ ６ 文 献 标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ： １ ０ ０ ０－ １ ０ ０ Ｘ（ ２ ０ １ ７ ；） ０ １－ ００ ６ ２ － ０ ３ Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｏ ｎ Ｐ ｒ ｅ ｄ ｉ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ Ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ Ａ ｌ ｇ ｏ ｒ ｉ ｔ ｈ ｍ ｓ ｆ ｏ ｒ Ｓ ｉ ｎ ｇ ｌ ｅ－ｐ ｈ ａ ｓ ｅ Ｓ ｉ ｎ ｇ ｌ ｅ－ ｓ ｔ ａ ｇ ｅ Ｐ Ｆ Ｃ Ｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｒ ｔ ｅｒ Ｗ ＡＮ Ｇ Ｐ ｅ ｎ ｇ， Ｂ Ｅ Ｎ Ｈ ｏ ｎ ｇ－ｑ ｉ， Ｗ Ａ Ｎ Ｇ Ｘ ｕ ｅ－ ｓ ｏ ｎ ｇ ｛ Ｈ ａ ｒ ｂ ｉ ｎ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ， Ｈ ａ ｒ ｂ ｉ ｎ １ ５ ０ ０ ０ １ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ） Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｅ ｄ ｉ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ａ ｌ ｇ ｏ ｒ ｉ ｔ ｈ ｍ ｃ ａ ｎ ｓ ｏ ｌ ｖ ｅ ｓ ｏ ｍ ｅ ｐ ｒｏ ｂ ｌ ｅ ｍ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｄ ｉ ｇ ｉ ｔ ａ ｌ ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ ｆ ａｃ ｔ ｏ ｒ ｃｏ ｒ ｒ ｅｃ ｔ ｉ ｏ ｎ （ Ｐ Ｆ Ｃ ） ａ ｌ ｇ ｏ？ ｒ ｉ ｔ ｈ ｍ， ｓ ｕ ｃ ｈ ａ ｓｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｍ ｐ ｌ ｅ ｘ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ａ ｎ ｄ ｌ ｏ ｔ ｓ ｏ ｆ ｃ ａ ｌ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ． Ｈ ｏ ｗ ｅ ｖ ｅ ｒ，ｔ ｈ ｅ ｏ ｕ ｔ ｐ ｕ ｔ ｖ ｏ ｌ ｔ ａ ｇ ｅ ｒｉ ｐ ｐ ｌ ｅ ｗ ｉ ｌ ｌ ｇ ｅ ｔ ｉ ｎ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｎ？ ｔ ｒ ｏ ｌ ｌ ｏ ｏ ｐ ｗ ｈ ｅ ｎ ｔ ｈ ｅ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｒ ｅ ｑ ｕ ｉ ｒｅ ｓ ａ ｈ ｉ ｇ ｈ ｄ ｙ ｎ ａ ｍ ｉ ｃ ｒ ｅ ｓ ｐ ｏ ｎ ｓ ｅ ｓ ｐ ｅｅ ｄ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｎ ａ ｆ ｅｃ ｔ ｓ ｔ ｈ ｅ ｐ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍ ａ ｎ ｃ ｅ ｏ ｆ Ｐ Ｆ Ｃ ． Ａ ｉ ｍ ｉ ｎ ｇ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｂ ｌ ｅ ｍ， ａ ｆ ａ ｓ ｔ ｄ ｙ ｎ ａ ｍ ｉ ｃ ｒ ｅ ｓ ｐ ｏ ｎ ｓ ｅ ｐ ｒ ｅ ｄ ｉ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ａ ｌ ｇ ｏ ｒｉ ｔ ｈ ｍ ｉ ｓ ｐ ｒ ｏ ｐ ｏ ｓ ｅ ｄ． Ｔ ｈ ｅ ｏ ｕ ｔ ｐ ｕ ｔ ｖ ｏ ｌ ｔ ａ ｇ ｅ ｒｉ ｐ ｐ ｌ ｅ ｉ ｓ ｓ ａ ｍ ｐ ｌ ｅ ｄ ｔ ｏ ｃ ｏ ｎ ｔｒ ｏ ｌ ｔ ｈ ｅ ｄ ｕ ｔ ｙ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ． Ｔ ｈ ｉ ｓ ａ ｌｇ ｏｒ ｉ ｔ ｈ ｍ ｃ ａ ｎ ｃ ｏ ｒ ｒ ｅ ｃ ｔ ｔ ｈ ｅ ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ ｆ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ｗ ｈ ｅ ｎ ｔ ｈ ｅ ｄ ｙ ｎ ａ ｍ ｉ ｃ ｒ ｅ ｓ ｐ ｏ ｎ ｓ ｅ ｓ ｐ ｅ ｅ ｄ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｉ ｓ ｉ ｍ ｐ ｒ ｏ ｖｅ ｄ． Ｓ ｉ ｍ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｅ ｘ ｐ ｅ ｒ ｉ ｍ ｅ ｎ ｔ ａ ｌ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｖ ｅ ｒ ｉ ｆ ｙ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｒ ｒ ｅｃ ｔ ｎ ｅ ｓ ｓ ａ ｎ ｄ ｆ ｅ ａ ｓ ｉ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ａ ｌ ｇ ｏ ｒ ｉ ｔ ｈ ｍ． Ｋ ｅ ｙ ｗ ｏ ｒ ｄ ｓ ： ｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｒ ｔ ｅ ｒ ； ｐ ｒ ｅ ｄ ｉ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ； ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ ｆ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ｃｏ ｒ ｒ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｆ ｏ ｕ ｎ ｄａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｐ ｒ ｏ ｊ ｅ ｃ ｔ ： Ｓ ｕ ｐ ｐ ｏ ｒ ｔ ｅ ｄ ｂ ｙ Ｎ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ Ｎ ａ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ Ｆ ｏ ｕ ｎ ｄ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ （ Ｎ ｏ． ５ １ ３ ７ ７０ ３ ６ ） １ 引 言 ２ 预 测 控 制 算 法 分 析 单 级 式 ＰＦ Ｃ 变 换 器 将 两 级 电 路 的 开 关 管 共 ２． １预 测 控 制 算 法 用 ， 整 合 成一级 主 电 路， 使 用一 套 控制 电 路， 同 时 图１ 为单 相 单 级 桥 式 Ｐ Ｆ Ｃ 变 换 器， 其 结构 是 实 现 Ｐ Ｆ Ｃ 与 Ｄ Ｃ ／ Ｄ Ｃ 变 换， 整 个 系 统 结 构 更 加简 将 Ｂ ｏ ｏ ｓ ｔ 电 路 与 全 桥 拓 扑 相 结合得 到 的 。 高 等 优 点 在 多 种 ｐ ｆ ｃ 控 制 技 术 中， 平 均 电 流 控 ｃ ４ Ｕ 制 具 有 频 率 恒 定， 对 噪声 不 敏 感等 优 点 ， 但 该 算 法 Ｘ Ｉ ｙ ｄ ｂ Ｖ Ｄ 〇 ４ 本 Ｊ ［ 存 在 运 算 量 大 、 系 统成 本较 高 等 缺 点， 因 此 预 测 控 ｉ ｐ ｒ ｃ ｐ ｆ ｃ Ｆ ｉ ｇ ． ！ Ｓ ｉ ｎ ｇ Ｉ ｅ－ ｓｔ ａ ｇ ｅ ｆ ｕ ｕ－ ｂ ｒ ｉ ｄｇ ｅ Ｐ Ｆ Ｃ ｃｏ ｎ ｖ ｅ ｒｔ ｅ ｒ 输 出 电 压 纹 波带来 的 影 响， 控制 系 统 的 电 压 环 带 宽 设 置 较 犯 賊 關 了 输 巾 帳 触 载 变 化 的 动 态 响 应 能 力 。 为 此， 这 里 提 出－ 种改 进 的 麵 控 制算 法， 通 过 在 预 测 控 制 算 法 中 加 入 补 偿 量 ， 来２ 胃 对 占 空 比 进 行 补 偿 计 算 ， 以 保 证 在 提 高 输 出 动 态 ｉ ｄ 以 山⑴ 响 应 速 度 的 前 提 下， 较 好 地 实 现ＰＦ Ｃ 。 基 金 项 目 ： 国 家 自 然 科 学 基 金（ ５ １ ３ ７７ ０ ３ ６ ） ￡￣ ＾ ￣｜ ｃ ． ｆ ７＾ ：ｕ ０ ｜Ｔ ＾ ｃ 。． 定 稿 日 期： ２０ １ ６－ ０ ５ － ３ ０ （ ａ ） 电 感充 电 期 间 （ ｂ ） 电 感 放 电 期 间 作 者 简 介 ：王鹏 （ １ ９９ ０－） ， 男，黑 龙 江 哈 尔 滨 人， 硕士 研 究 图 ２变 换 器 等 效 电 路 生， 研 究 方向 为 电 力 电 子 与 电 力 传 动。 Ｆ ｉ ｇ ． ２ Ｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｒｔ ｅ ｒ ｅ ｑ ｕ ｉ ｖａ ｌ ｅ ｎ ｔ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｉ ｔ ６ ２