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ZHCAE90 July 2024 TMS320F2800135 , TMS320F2800137

4.2 仿真

为了深入了解并肯定 Vienna PFC 控制算法的可行性和功效，TI 根据 Matlab/Simulink 制作了 Vienna PFC 仿真模型。研发人员可将此模型用作工具，轻松将仿真结果与实际测试波形分离，协助解决调试过程中遇到的问题。

表 4-1 中描绘了仿真参数。

表 4-1 仿真参数

参数	规格
输入交流电压（相位）	220V
电感器	400uH
输出电容器	470μF2+470μF2
开关频率	40kHz
输出直流电压	650V
仿真采样时间	50ns

10kW 时的仿真结果如图 4-2 所示。

图 4-2 10kW 时的 Vienna PFC 仿真波形

图 4-3 10kW 时的 Vienna PFC iTHD

根据此处显示的 THD 数据计算得出最大谐波频率为 100kHz，而 IEC 61000-3-2 定义的 THD 计算公式中使用的最大谐波频率为基频的 40 倍，即 2kHz。因此，这里提供了有关 Vienna PFC 在各种输入功率列表中的功率因数和 iTHD（高达 2kHz 和 100kHz）的表格。

表 4-2 仿真结果

输入功率/kW	Ia_rms/A	输出电压/V	PF	iTHD/%（高达 2kHz）	iTHD/%（高达 100kHz）
0.5	0.86	650	0.9198	53.4	53.5
1	1.57	650	0.983	7.43	25.49
1.5	2.3	650	0.994	1.23	16.4
2	3.05	650	0.996	0.26	12.29
2.5	3.8	650	0.997	0.26	9.41
3	4.59	650	0.998	0.22	7.85
3.5	5.35	650	0.9989	0.21	6.73
4	6.1	650	0.9992	0.18	5.89
4.5	6.86	650	0.9993	0.18	5.24
5	7.61	650	0.9995	0.17	4.72
6	9	650	0.9996	0.15	3.92
7	10.48	650	0.9997	0.14	3.37
8	11.95	650	0.9998	0.13	2.95
9	13.42	650	0.9998	0.13	2.62
10	14.88	650	0.9999	0.13	2.36

图 4-4 Vienna PFC 功率因数仿真结果

图 4-5 Vienna PFC iTHD (100kHz) 仿真结果

需要注意的是，仿真模型没有考虑采样噪声、采样延时以及电路板上存在的寄生电感和电容等因素，因此，仿真结果可能会略微超过从实际实验测试中获得的数据。