基于MATLAB的PFC平均电流模式控制仿真模型与波形分析

资 源 简 介

本项目使用MATLAB M语言实现功率因数校正（PFC）的平均电流模式控制系统，采用电压外环和电流内环的双环控制结构，模拟整流器在交流输入下的动态响应，实时计算开关管占空比，并通过PI调节器优化性能。

详 情 说 明

基于MATLAB的PFC平均电流模式控制模型仿真与波形分析

项目介绍

本项目在MATLAB M语言环境中实现功率因数校正（PFC）的平均电流模式控制系统。通过建立电压外环和电流内环的双环控制结构，模拟整流器在交流输入下的动态响应。系统可实时计算开关管的占空比，并通过PID控制算法调整电流跟踪参考正弦波。

仿真程序能够可视化显示输入电压、电感电流、输出电压等关键波形，支持对功率因数和THD等参数的评估分析，为PFC电路的设计和优化提供有效工具。

功能特性

• 双环控制结构：采用电压外环和电流内环的经典控制架构
• 平均电流模式控制：实现精确的电流跟踪和稳定控制
• 参数可配置：支持输入电压、电路参数、负载条件等多维度参数调整
• 实时波形显示：可视化关键信号波形和控制过程
• 性能指标分析：自动计算功率因数和总谐波失真率（THD）
• 数据导出功能：保存仿真结果用于后续分析

使用方法

1. 参数设置：在程序开始部分修改系统参数、电路参数、控制参数和仿真设置
2. 运行仿真：执行主程序开始仿真计算
3. 结果查看：程序自动显示各项波形图和性能指标
4. 数据分析：可通过导出的数据文件进行进一步分析

主要可调整参数包括：

• 输入电压幅值（100-240VAC）、频率（50/60Hz）
• 电感值（1-5mH）、电容值（100-1000uF）
• 负载电阻（10-100Ω）
• 电压环和电流环的PI控制器参数
• 仿真时间（0.1-1s）和步长（1e-6s）

系统要求

• 软件环境：MATLAB R2016a或更高版本
• 必要工具包：控制系统工具箱、SIMULINK（可选）
• 硬件配置：建议4GB以上内存，支持流畅运行数值仿真

文件说明

主程序文件实现了PFC系统的完整仿真流程，包含系统参数初始化、电力电子电路建模、双环控制器设计、动态响应求解以及结果可视化等功能。具体而言，该文件完成了从交流输入到直流输出的整个变换过程模拟，通过数值积分方法求解系统状态方程，实时计算开关管占空比，并采用PID算法确保电流精确跟踪参考信号，最终生成多通道波形显示和性能指标分析报告。