主题中讨论的其他器件：C2000WARE、 TIDM-1007
工具/软件：
我们正在努力实现"双向 分相逆变器"的数字控制。 到目前为止、我们在 VSI 模式(逆变器)方面取得了一些成功、但在 PFC 模式下调整控制器已证明很困难。
到目前为止、我们的控制设计已按照 TI 的"tidm_02008"设计指南进行了基础、但一旦我们在 Vbus 设置了较重负载
拓扑：双向 分相逆变器(两相三桥臂)。
系统说明
我们正在努力实现双向分相逆变器的数字控制。 我们的系统采用两相三桥臂拓扑(分相)、可在电压源逆变器(VSI)模式和功率因数校正(PFC)模式下运行。 到目前为止、我们已在 VSI 模式下取得了合理的成功、但在 PFC 模式下调整控制器已证明具有挑战性。
我们的控制设计基于 TI TIDM-02008设计指南。 虽然系统在低负载电平下可稳定运行、但我们在尝试增大负载电流时会遇到重大问题。
问题描述
当系统在具有220Vac 输入并整流为400Vdc 的 PFC 模式下运行时、控制器响应会出现不必要的振荡、该振荡随着负载电流的增加而增加。 具体来说：
- 电流波形显示的是振荡行为、而不是干净的正弦波
- 谐振频率看起来介于1kHz 和1.3kHz 之间
- 随着负载电流的增加、振荡会逐渐变差
- 系统在大约2A 时变得不稳定、这远低于我们的目标标称电流
我们观察到、我们的 PI 控制器设置(GI_PI_KP = 0.8000、GI_PI_KI = 0.0400)看起来足以满足轻负载要求、但在较高的电流条件下可能过于激进。
以下是 TI 的原始设置：
#define TTPLPFC_GI_PI_KP (float) 0.3496503407 #define TTPLPFC_GI_PI_KI (float) 0.0020000510 #define TTPLPFC_GV_PI_KP (float) 0.6004499882 #define TTPLPFC_GV_PI_KI (float) 0.0001000236 #define TTPLPFC_GI_PI_MAX ((float32_t)1.0) #define TTPLPFC_GI_PI_MIN ((float32_t)-1.0) #define TTPLPFC_GV_PI_MAX ((float32_t) 0.7) #define TTPLPFC_GV_PI_MIN ((float32_t)-0.02)
尝试的解决方案
我们进行了以下实验：
- 各种 PI 控制器增益组合
但是、这些调整并未解决核心共振问题。
技术实现详细信息
- 实施了一个具有电压模式外部环路和电流模式内部环路的两相 PFC 整流器
- SPLL 参数当前设置为(222.2862、-222.034)
- 电流控制器在 PWM 开关频率(50kHz)下工作
- PWM ISR 中的电流处理。
- 较慢的控制 ISR 中的电压环路(10kHz)
以下是 TI 的原始设置：
SPLL_1PH_SOGI_config(&TTPLPFC_spll1,
TTPLPFC_AC_FREQ,
TTPLPFC_CONTROL_ISR_FREQUENCY,
(float32_t)(222.2862),
(float32_t)(-222.034));
我们怀疑此问题可能涉及：
- 电压和电流控制环路之间可能的耦合
- 影响负载条件下稳定性的 SPLL 灵敏度
此外、我并不是数字控制实现方面的专家、因此我想知道您是否可以帮助我了解 TI 如何为 PI 控制器和 PLL 提供以下值、以及为什么 PI 控制器取代 PR 控制器或其他内容：
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#define TTPLPFC_GI_PI_KP (float) 0.3496503407
#define TTPLPFC_GI_PI_KI (float) 0.0020000510
#define TTPLPFC_GV_PI_KP (float) 0.6004499882
#define TTPLPFC_GV_PI_KI (float) 0.0001000236
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SPLL_1PH_SOGI_reset(&TTPLPFC_spll1);
SPLL_1PH_SOGI_config(&TTPLPFC_spll1,
TTPLPFC_AC_FREQ,
TTPLPFC_CONTROL_ISR_FREQUENCY,
(float32_t)(222.2862),
(float32_t)(-222.034));
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非常希望能够深入了解如何解决并网电源转换器中的谐振问题、尤其是关于控制器调优方法或 SPLL 参数优化的见解。
如果您知道美国的任何有用文献和/或研讨会、了解数字控制实施、我将不胜感激。
此致、
Wilson
