基于UC3854A控制的PFC中分岔现象仿真研究

　　3 影响系统分岔因素分析

　　由前面图3的仿真结果可以看出，随着输出电容C0的减小及负载电阻RL的增大，电压环输出vvea会在部分时间内小于1．5 V，从而导致系统会在饱和与非饱和状态间不断切换，成为一个分段的非线性系统。而饱和会引起倍周期分岔、混沌等传统非线性现象，使系统变得不稳定。

　　然而系统发生分岔现象并不都是因为系统碰到了饱和边界。如图3(d)的分岔图所示，在RL=350Ω附近，系统就由周期1变为周期2，发生了分岔。这种分岔属于传统的倍周期分岔，并不是因系统碰到饱和边界而引起，如取RL=400 Ω，C0=100μF时进行仿真，得vvea和V0的相图如图4所示，相图是两个椭圆，系统虽然运行在周期2，但vvea一直大于1．5 V，系统并未碰到饱和边界。所以，在分析影响系统分岔现象时，需根据系统是否碰到饱和边界而分两种情况进行分析。

图4 系统未碰饱和边界而发生分岔时的vvea和V0的相图

　　1)电压环输出电压vvea小于1．5 V依据UC3854A芯片设计特性，当电压环输出电压Vvea小于1．5 V时，系统碰到了饱和边界，运行时会

　　在饱和与非饱和状态间不断切换，这种在饱和与非饱和状态间不断切换会导致系统发生分岔。影响vvea小于1．5的因素同样可能会影响系统分岔的产生，对这些因素的详细分析见文献。

　　从图3(d)的分岔图及图4中vvea与V0的状态相图可以看出，电压环输出电压vvea的值恒大于1．5 V，即系统在并没有碰到饱和边界的情况下也会发生分岔。这说明，在该PFC变换器中，使系统产生分岔现象的影响因素仅仅考虑影响vvea小于1．5的因素还不充分，需对其他因素进行分析。下面仅对未影响vvea小于1．5但影响系统产生分岔的因素进行分析。

　　2)电压环输出电压vvea大于1．5 V经仿真研究表明，PFC变换器出现倍周期分岔现象与PFC变换器的输入电压幅值Vm变化有关。图5(a)所示为取Vin=80 V，其他参数不变与图3(d)相同的情况下，以负载电阻RL为分岔参数进行仿真得到的分岔图，可见，输入电压幅值Vin减小，系统由周期1到周期2的分岔点由RL=350 Ω变为RL=600 Ω附近。

　　图5(b)为系统其他参数不变，取C0=100μF，RL=350 Ω时，以输入电压幅值Vin为分岔参数进行仿真得到的分岔图，随着Vin的增大，系统发生了分岔。可见，输入整流电压的幅值对系统分岔现象有明显的影响。

图5 输入电压幅值对系统分岔现象影响

　　4 结束语

　　本文通过对以UC3854A为核心组成的Boost PFC变换器的仿真，得到了系统在不同状态下运行的状态相图及分岔图，仿真结果表明，在该变换器为电压环输出电压未碰到饱和边界情况下，系统也会进入分岔状态。通过分析影响系统分岔因素可得，除了影响系统进入饱和状态的因素外，改变输入整流电压的幅值对系统分岔现象有明显的影响。由于条件有限，本文只是从仿真方面分析，并没有从硬件实验方面对系统进行验证，所以参数变化对系统进入分岔现象的影响还有待进一步验证分析。