数字PFC电路设计研究仿真(8)
对于一个基于DSP实现的PFC电路来说，所有必需的信号都由特定的信号调理电路，限制在一定的电压范围内（3.3V），再送入DSP内的AD转换器。用户的片内程序通过结果寄存器读取这些数字化的采样信号值，然后再以一定的定点形式把这些数据存储在缓冲寄存器中。
本次设计中欲采用的芯片是定点DSP，采用定点数进行数值运算，其操作数用整型数来表示。当数学运算中出现小数时，可以通过确定小数点处于16位中的某一位来表示，这就是数的定标。对于16位字长的DSP而言，一般使用Q15的定标方案（即用0至32767表示0到1之间的一个绝对值）。这就意着在Q15的方案下，采样的电流与电压信号都自动表示成一个与其最大值相比较的标幺值。
因此，由图4.1中的输入电压前馈电路得到式（4.3）：
（4.3）
这里， 代表输入峰值电压 所能达到的最大值。因此，输入电压检测增益 可以如下式（4.4）定义：
同样的道理，输入电流检测增益 也同样定义，如式（4.5）：
代表输入峰值电流所能达到的最大值。
直流侧输出电压检测增益 定义如下式（4.6）：
代表输出电压的最大值。
4.1.3 输入电压前馈软件实现
输入电压前馈环节的设置使得当输入电压在一定范围内发生变化时，输出功率（由负载决定）保持不变。为了实现这个前馈环节，定义与输入电压有效值成比例的电压量 ，作为前馈信号可直接反映网压波动并影响电流给定的幅值，提高调整响应速度。定义前馈信号的值C如式（4.7）：
4.7）
在程序中，通过软件计算实现对整流输入电压 的平均值化处理。
为了计算整流输入电压 的平值 ，必须要知道一个输入电压周期内的采样次数N，如图4.2所示：
图4.2 频率和平均值计算
为了计算输入电压的频率以及输入电压的平均值，控制系统必须采样一个周期以上的输入电压信号。如图4.2所示，设定 Vthreshld_hi为高电平阀值，另外，为了避免噪声干扰，设定Vthreshld_lo作为低阀值。
设采样频率为 ，则在一个周期T内的采样次数如式（4.8）： （4.8）
若信号 的频率已知，则 的平均值可由式（4.9）计算：（4.9）
其中，T为整流输入电压 对应的周期。将上式离散化后，得到式（4.10）：（4.10）
其中， 代表 第 次采样值。
当N已知，可通过累加一个周期内 的值来计算整流输入电压 的平均值含量 。由于程序中都是使用的标幺值，因此在计算 时，也必须使用标幺值概念。
但对于一个正弦波输入的电压，其最大幅值所对应的平均值只有 。因此，为了取得 最大精度的定点表示，前面所说的 值将转化为与其自身最大值所比较的一个标幺值，如式（4.11）：
（4.11）
为了得到C值，还必须计算 的倒数 。显然，当 值最小时， 取到最大。同时，为了取得 的最大精度的定点表示，前面所计算的 的值将转化为与其自身最大值所比较的一个标幺值。对于一个正弦波输入的电压， 的最小值为 ，其中， 为整流输入电压的幅值最小值。
由此，对应 的标幺值如式（4.12）： （4.12）
当 以最大精度的定点形式表示后，控制系统的前馈部分C也可以用相同的定点形式来表达，如式（4.13）： （4.13）