Akım sensörsüz DSP tabanlı PFC devre tasarımı ve gerçekleştirilmesi

Güç faktörü etkin gücün görünür güce oranıdır. Birim güç faktörünün sağlanması şebeke ve kaynakların en verimli şekilde kullanılabilmesi anlamını taşır. Anahtarlamalı mod güç kaynaklarında ve girişinde doğrultucu bulunduran cihazlarda güç faktörünün düzeltilmesi (Power Factor Correction-PFC) uluslararası standartlara göre bir zorunluluktur. Güç faktörünün düzeltilmesi uygulamalarında sayısal kontrol, karmaşık algoritmaların gerçekleştirilmesine olanak sağlamakta, kullanıma esneklik getirmekte ve devre yapısı basitleşmektedir. Ancak, sınırlı anahtarlama frekansı sayısal kontrol için bir dezavantajdır. Bu çalışmada daha az hesaplama süresi ve daha düşük anahtarlama frekansı ile geleneksel PFC kontrol yöntemlerinin performansı elde edilmeye çalışılmıştır. Geleneksel boost PFC sistemlerindeki giriş akımı ölçümü yerine daha az örnekleme zamanı gerektirecek yük akımı ölçümü referans alınmıştır. Kontrol stratejisi, istenen giriş akımı dalga şeklinin giriş gerilimi ile doğru orantılı bir sinüs dalga olarak önceden bilindiği ve denetim yapısı içerisinde modellenebileceği üzerine kuruludur. Görev saykılı sinyali, gerilim kararlılığı ve birim güç faktörü sağlayan iki kısımdan oluşmaktadır. Yeni yaklaşımda birim güç faktörünü sağlayan görev saykılı bileşeninin genliği, gerilim kararlılığı bileşeninin genliğine bağlı olarak en uygun değerlere ayarlanmaktadır. Bu değerler simulasyon ile belirlenmiştir. Uygulama için interleaved boost yapısı tercih edilerek anahtar elemanlar üzerindeki baskı azaltılmış ve yük paylaşımı sağlanmıştır. Matlab/Simulink ile 1500W'lık sistem için simülasyon yapılmış toplam harmonik distorsiyon değeri %5'in altında elde edilmiş ve birim güç faktörü sağlanmıştır. Uygulama için eZdsp 2808 seti kullanılarak sistem sayısal olarak kontrol edilmiş, 20kHz anahtarlama frekansında toplam harmonik distorsiyon değeri %8'in altında elde edilerek birim güç faktörü sağlanmıştır.