整个系统依靠 C2000 系列 DSP 芯片做全数字控制,用的型号是 TMS320F28379D 或者 TMS320F280049C。板子需要采集三相交流电压、三相电感电流,还有输出上下两个母线电容的电压,全部通过隔离放大器做信号隔离,保障高压和控制侧安全隔离。芯片内部自带 CLA 协处理器,可以把高频控制算法交给协处理器执行,释放主 CPU 的资源。同时配套 powerSUITE 工具链,里面包含环路补偿设计工具 SFRA,既可以软件仿真控制器参数,也能直接在硬件板子上实测环路的增益、相位裕度,方便调试电流环、电压环、母线均压环。
软件调试采用分阶段递进的调试思路,一共四个构建等级,循序渐进排查问题,避免一次性全开闭环直接炸板。第一级开环模式,不做闭环控制,输出固定占空比,只用来校验电压电流采样是否准确、PWM 驱动芯片能否正常输出信号,完成硬件基础排查。第二级闭合电流内环,把三相输入电流控制成跟随电网电压的正弦波形,实现功率因数校正的基础。第三级再闭合电压外环,让输出直流母线稳定在设定电压值。第四级全部闭环投入运行,额外开启母线中点均压控制,平衡输出两个串联电容的电压,同时加入三次谐波注入优化运行效果,这时候设备就可以完整实现三相 PFC 全部功能。
文档也记录了大量实际测试的数据和工程痛点。满载工况下设备的电流总谐波畸变很低,功率因数接近 1,但普通 PI 电压环路带宽不能设置太高,带宽高会恶化电流谐波,带宽低就会带来新问题:负载突然加大或者突然减小的时候,输出电压会出现很大的冲高、跌落。为此方案专门设计了带滞回的非线性 PI 控制器,电压误差大的时候用高增益快速抑制偏差,误差小的时候切换低增益,既保证谐波指标,又大幅减小负载跳变带来的电压波动。文档着重强调,这块板子只是实验室评估样品,板上带有数百伏高压,元器件工作温度也会很高,只能由专业工程师在实验室环境操作,不能直接当做成品产品使用,操作过程必须做好绝缘防护。












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