PFC理论与Matlab仿真

一、整流器滤波电路概述

整流器滤波电路的主要功能是将交流电（AC）转换为直流电（DC），并通过滤波器减少波动以输出稳定的直流电。其工作原理主要分为两个部分：整流部分和滤波部分。

1.整流部分

整流器的核心器件是二极管，其工作原理是利用二极管的单向导通性，阻止电流的反向流动。
全波整流 和 半波整流 是最常见的两种整流方式：
- 半波整流：仅利用交流电的一个半周期（正半周期），正半周期导通，负半周期被抑制，结构简单，成本低，这样的整流效率较低，输出为脉动直流，包含明显的波动。
- 全波整流：可以利用交流电的两个半周期（正半周期和负半周期），通过桥式整流电路（4个二极管）可以有效提高输出的直流电平整度，输出为脉动直流，但输出波形相对平滑，脉动较小。

整流后的电压虽然是直流电，但由于其还包含明显的波纹成分（脉动直流电），需要通过滤波器进行平滑处理。

2.滤波部分

滤波器的主要功能是消除脉动成分，使直流电更加平滑、稳定。
常用的滤波器有电容滤波器和电感滤波器：
- 电容滤波器：通常接在整流后的输出端，电容可以储存电荷，在输入电压波动时释放电荷，减少波动幅度。
- 电感滤波器：电感器具有阻碍电流变化的特性，可以削弱高频波动。
- LC滤波器：电感和电容相结合，可以更有效地滤除高频和低频噪声。

经过整流和滤波，输出的直流电更加平滑，用于为电子设备供电。

3.滤波效果的评估

滤波效果通常用纹波电压（Vripple）来评估，纹波电压是指输出电压中交流成分的大小。影响因素包括：

电容值：电容越大，滤波效果越好，但体积和成本也增加。
负载电流：负载电流越大，纹波越明显。
整流电路的类型：全波整流器的纹波电压通常低于半波整流器。

4. 整流器滤波电路的应用

开关电源（如计算机电源、LED驱动）
电动机驱动系统
充电器和电池管理系统
电子设备供电等。

5.整流器滤波电路MATLAB电路仿真

5.1. 无滤波整流电路

5.1.1. 仿真模型图

5.1.2. 器件参数设置

powergui设置为Discrete

交流电源AC设置 311V 50Hz

电阻R设置 100欧姆

示波器设置为两个显示区域

5.1.3. 实验结果

结论：

整流桥整流后的电压波形为馒头波；输出电压由于其还包含明显的波纹成分（脉动直流电），需要通过滤波器进行平滑处理。

5.2.有整流滤波电路

5.2.1. 电路图

加电容滤波。

电容设置1毫亨

5.2.2. 实验结果

结论：

加电容滤波后输出电压（蓝色）变得平稳，但是输出电流（第二个波形图）变成了锯齿波，电流畸变非常严重，对应的谐波失真THD值就很大，更别说功率因数。
想要电压变得更平稳，需要加大电容的容值，这样的话会进一步增加电流的谐波。
输出电容电压无法突变，当输入电压达到峰值后，电容电压也会充电到峰值。当输入电压下降，电容电压并不会跟随下降（负载会消耗其能量使其电压降低）。另外由于电容的伏安特性，流过电容的电流与其两端电压的变化率成正比。所以造成输入电流并不是跟随电压的正弦波。
造成谐波现象的原因就是输出电容。整流桥整流后的波形为馒头波，只有当整流后的电压大于电容电压时才会有电流流过整流桥的二极管。这就造成了只有输入电压和电容电压都峰值的时候，两者电压相等，这才有电流流过，也就是上图谐波产生的原因（电流产生期间第一个波形图输入电压和输出输出电压（电容两端电压）相等）

加大电容后输出结果，输出电压变得更平稳，但是电流谐波峰值明显增大（如下图）。如果把输出电容断开，输入电流就是标准的正弦波了。但是，输出电压就也成了正弦波。显然，输出电容是必不可少的。

6.结论

传统的整流滤波电路存在以下主要缺点：

电流谐波过大，导致电能浪费、降低功率因数和对电网的污染。
功率因数较低，增加了电网的负担。
滤波效果有限，负载变化时容易产生较大电压纹波。
输入电流峰值过大，增加了电路中的元件应力和电源设计复杂性。
无功功率增加，降低了电能利用效率。
电源效率较低，发热严重。
对其他设备产生干扰。

因此，在现代电源设计中，通常会使用主动PFC（功率因数校正）电路和其他改进的整流滤波电路来克服这些缺点，从而提高系统的效率和稳定性。

二、PFC电路原理概述

PFC全称“Power Factor Correction”（功率因数校正），PFC电路即能对功率因数进行校正，或者说是能提高功率因数的电路。是开关电源中很常见的电路。功率因数是用来描述电力系统中有功功率（实际使用的功率）与视在功率（包括有功功率和无功功率）的比例。提高功率因数可以减少电能损耗，提高系统的效率。

1.PFC电路的基本概念

1.1.有功功率和无功功率：

有功功率（P）：也称为实际功率，是电路中真正被用来做功的电能。单位是瓦特（W）。
无功功率（Q）：是电路中用于建立电场或磁场的功率，它并不直接做功，而是在电感和电容元件中来回交换。单位是乏（VAR，Volt-Ampere Reactive）。它本身是不会消耗能量的，但影响系统的效率。（电感和电容储存了多少能量，就会释放出多少能量，有一部分能量在电感电容中循环（相当于不断充放电）。这部分能量由于没有被消耗掉，所以就可以理解为没有对外做功，这部分能量的功率我们就称之为无功功率。）
视在功率（S）：是电路中总的输入功率，包括有功功率和无功功率。单位是伏安（VA）。

1.2.功率因数：

功率因数（PF） = 有功功率/ 视在功率。其中，ϕ是电压和电流之间的相位角。功率因数的值介于0到1之间，值越高，表示电能使用效率越高（相位角越小，功率因数也越好，相位角为0的时候，PF就为1）。
$PF=P/S=cos\varphi$
理想的功率因数为1，表示所有的电力都被有效利用。
对于纯阻性负载来说，功率 $P=UI$ ，但是对于非纯阻性负载来说，电路中是带有感性负载或者容性负载，P不等于U✖I，U✖I的结果是S视在功率。

1.3.视在功率、有功功率、无功功率三者关系（电流为正弦波）：

$P=S*cos\varphi$

$Q=S*sin\varphi$

$PF=P/S=cos\varphi$

Φ就是功率因数角，电压和电流之间的相位角，而且也是负载的阻抗角。
当负载为纯阻性负载，输出电压、电流的相位相同。
当负载为纯容性负载，电流相位超前电压90°，此时的功率因数为0，无功功率等于视在功率。
当负载为纯感性负载，电流相位滞后电压90°，此时的功率因数为0，无功功率等于视在功率。

1.4.对于电流不是正弦波的情况

$PF=cos\varphi /\sqrt{1-THD^{2}}$

$THD=\sqrt{I\tfrac{2}{2}+I\tfrac{2}{3}+...+I\tfrac{2}{n}}/I_{1}$

THD为电流总谐波畸变，I1表示1次谐波电流大小、In表示n次谐波电流大小。谐波畸变也会对电网造成影响，包括RFI、EMI。

1.5.功率因数的影响

低功率因数的影响：
- 电能浪费：功率因数低意味着无功功率较高，电力系统需要额外的容量来输送无功功率，增加了电力传输和变压器的负荷。
- 设备损耗增加：低功率因数会导致电力设备中的电流增大，从而增加电缆和设备的发热和损耗。
- 电压下降：低功率因数会使线路上的电压损失增大（电流增大，电压就会减小），导致电力系统中的电压不稳定。
高功率因数的优势：
- 提高电能利用率：高功率因数意味着电能几乎全部用于做功，减少了电力损耗。
- 减小设备容量要求：由于无功功率的减少，电力系统的容量需求降低，设备的体积和成本都可以减少。
- 降低电费：许多电力公司会对功率因数低的用户收取附加费用，因此提高功率因数可以降低电费支出。

2. PFC电路的类型

2.1 被动PFC

基本原理：无源PFC其实就是通过对无功功率进行补偿来提高功率因数。容性负载串联电感，感性负载并联电容都能对无功功率进行补偿。
优点：结构简单、成本低。
缺点：效果有限，无法适应变化的负载条件，通常功率因数提高到0.7-0.8左右。

2.2 主动PFC

基本原理：使用开关模式电源（SMPS）技术，对输入电压电流采样，控制开关管的通断，让输入电流跟随输入电压变化，实现功率因数的校正，提高功率因数。
常见拓扑结构：
- Boost PFC电路：最常用的主动PFC方案，也是下边实验的PFC方案。输入电压通过Boost转换器提升，输出电压高于输入电压，同时实现功率因数校正。
- Buck PFC电路：用于低输入电压的场合。
- Buck-Boost PFC电路：适用于输入电压可能高于或低于输出电压的情况。

3. Boost PFC电路工作原理

BoostPFC电路图如下所示：

输入电流控制：通过控制开关元件（如MOSFET）的导通与关断，调节电流波形，使其跟随输入电压的波形。
电感储能：电感在开关导通时储存能量，在开关关断时释放能量，提供高于输入电压的输出电压。
电流反馈：使用电流传感器和反馈控制器（如PI控制器），实时监测输入电流，调整开关的占空比，以确保电流波形与输入电压同相。
输出滤波：输出端通常会加上电容器，平滑输出电压，减少波动。

4. PFC电路的目的

提高功率因数，使其接近1，降低电网的无功功率损耗。
减少谐波污染，提高电源质量。
满足国家和地区对电源设备的功率因数标准。

5. 设计考虑

控制策略：选择合适的控制方法（如PID、模糊控制等）来优化电流波形（下边主要用到的是PI控制）。
开关频率：选择合适的开关频率，以确保系统效率和EMI（电磁干扰）符合标准。
热管理：由于PFC电路中会有损耗，需合理设计散热方案。
谐波抑制：确保电路设计能够满足国际标准（如IEEE 802.3、IEC 61000等）的谐波要求。

三、Boost电路概述

Boost-PFC电路是由四个二极管组成的整流电路和Boost升压电路组成的，因此先学习Boost电路的基本原理。Boost电路，也称为升压电路，是一种将输入电压升高到高于输入值的直流-直流转换器。在许多应用场景中，例如电池供电设备或需要高电压的负载中，Boost电路非常常见。

1.Boost电路的组成

Boost电路由几个关键元件组成：

输入电压源 (Vin)：为电路提供低输入直流电压（DC）。
电感器 (L)：用于储存能量并限制电流变化率。
二极管 (D)：防止电流反向流动，保证能量向负载输出。
开关 (S)：通常为晶体管 (如MOSFET)，控制电路的导通和关断状态。
电容器 (C)：用于滤波，平滑输出电压。
负载 (Rload)：是电路的输出端所连接的负载。

2.工作原理

Boost电路的工作主要分为两个阶段：开关导通和开关关断。

2.1. 开关导通阶段 (Switch ON)

当开关S闭合时（导通），输入电压 Vin 向电感L供电，产生电流 IL。此时电感两端的电压等于输入电压，电感中的电流线性增加，MOS开关电流等于电感电流，MOS两端电压为0；二极管电流为0，二极管两端电压等于输出电压。电感将能量储存在磁场中。
由于二极管D是反向偏置的，电流不会流向负载。电容C则在此时为负载提供电流，保持输出电压 Vout的稳定。

2.2. 开关关断阶段 (Switch OFF)

当开关S断开时，电感L中的电流不能瞬间停止。根据电感的特性，电流需要持续流动，但现在电流路径被转向通过二极管D流向输出端。
此时，电感两端的电压反转，电感储存的能量被释放并加到输出电压上，提升了输出电压的幅度。
由于电感L的能量释放，输出电压 Vout 会大于输入电压 Vin，达到升压效果，这个时候输出电压Vout 是输入电压Vin和电感反转电压之和。
此时二极管电流等于电感电流，二极管两端电压等于0；MOS管电流为0，MOS两端电压为输入电压。

3.工作过程波形

电感电流波形：电感电流在开关导通时线性上升，在开关关断时线性下降，如果是稳态情况，电感在导通和关断器件波形对称，吸收能量和释放能量相等。
输出电压波形：输出电压较为稳定，由于电容的存在起到了滤波作用，使电压保持平稳。

4.Boost电路的关键公式

Boost电路的输出电压和输入电压之间的关系可以通过以下公式描述（根据在一个开关周期内平衡定理推导）：

其中：

Vout是输出电压。
Vin 是输入电压。
D 是占空比，表示开关导通时间占整个周期的比例。

占空比 D越大，输出电压 Vout越高。

4.1.举例：

如果输入电压 Vin=5V，占空比 D=0.5，则输出电压为：

5.电感的作用

电感在Boost电路中的作用非常重要。它在开关导通时储存能量，并在开关关断时将能量释放给负载。电感的大小会直接影响电路的电流纹波大小和升压效果。

5.1.电感电流公式：

在开关导通时，电感电流的增加量可以用下式表示：

其中：

Ts是开关周期。
L 是电感值。
D是占空比。

6.应用

Boost电路广泛应用于电池供电的便携式设备、光伏发电系统、电动车辆、电源管理芯片等领域，因其具有简单、可靠、高效的特点，尤其适用于升高电压的场合。

博主的这篇应用很详细：

Boost电路实战详解！（高效率同步整流，PID闭环追踪）-CSDN博客

7.Boost电路的工作模式及器件的选型

博主的这篇文章很详细：

Boost电路原理分析及其元件参数设计-CSDN博客

8.总结

Boost电路通过电感在导通阶段储存能量，关断阶段释放能量，实现了电压的升高。其关键元件包括电感、开关、二极管和电容等。升压效果取决于占空比的大小，电感值和开关频率的选择会影响电路性能。

9.问题

假定输入电压源为380V，50KHz；目标输出电压是600V，那么在输入电压30°、60°、90°的时候，MOS管开关的占空比是多少？

四、Boost电路开环Matlab仿真模型

1.MATLAB仿真模型

1.1.仿真模型图

在开环仿真模型中，MOS导通与关断的占空比由一个Pulse Generator生成的PWM波来控制。

1.2.器件参数设置

直流电压源设置220V。

电感1.5毫亨。

二极管的体电容。

电容240微亨。

电阻280欧姆。

PWM波，直接使用Pulse Generator生成固定占空比的PWM波。设置频率为45e3赫兹，在这里我们想要输出380V的电压，根据上节公式可得占空比约为42.1。

设置测量次数为PWM频率的100分之一。

2.实验结果

2.1.输出电压为380V

PWM、电感电流、二极管电流及MOS电流波形如下：

总结：

在mos管打开期间，二极管电流为0，电感电流和mos管电流的波形及数值都是一致的；关闭期间，mos管电流为0，电感电流和二极管电流的波形和数值是一致。

电感处电压和PWM对比波形：

总结：

打开期间，电感电压为输入电压，关闭期间电感因为电流不能突变，变为一反电动势，根据基尔霍夫电压定理，电路的电压和为0，在MOS关断的时候输出电压等于输入电压加上电感反电动势电压。

输出电压波形放大图：

总结：

稳态后输出电压为输入电压和电感电压之和，大致为380V。

2.2.占空比调小

电感电压：电感的反电动势电压减小

输出电压：输出电压减小

总结：

调整占空比后，稳态后输出电压趋近313V，故通过调节PWM波形来调节mos管的占空比可以达到我们想要的输出电压大小。

五、Boost电路电流内环控制MATLAB仿真模型

1.MATLAB仿真模型

1.1.仿真模型图

因为要使用电流内环控制，相比较于开环控制中直接给定MOS开关的占空比，这里通过把电路的平均电流和一电流基准值相比较来输出MOS开关的占空比。

1.2.器件参数设置

主电路参数设置和上节电路模型参数一致。

1.2.1.PWM波的生成

基本原理图：这里的0.421是我们想要达到的占空比，1和0.421相减之后的数值与三角载波对比，当三角载波大于这个数值的时候输出1，反之输出0。这样输出的PWM的占空比就是0.421。

三角载波参数：

生成结果：生成占空比为0.421的PWM波。

1.2.2.获取电路的平均电流

由上节实验结果下图可知，电感电流IL（MOS管电流和二极管电流同理也可以）的平均值位置是在上升过程和下降过程中的中间位置，对应了PWM波输出1和0的中间位置，根据上文生成PWM波可知，这个位置也对应了三角载波的峰值位置。

设置电路如下，将三角载波与0.99对比产生SH信号，大致就是三角载波峰值的时候产生一个信号。使用Sample and Hold器件，在SH信号产生的时候取IL的数值然后一直输出这个数值（这个时刻IL就是平均电流），直到下次SH信号到来，再取下次SH信号时刻位置对应的IL数值（在实际应用中，想要控制电路的平均电流也可以把IL换成Imo或者Id，同样也能实现功能，并且MOS上测量电流更方便）

红色为电感电流IL，蓝色是取得平均电流，黄色为SH信号。从图中可知我们取得基本就是平均电流。

1.2.3.电流内环控制

设一个目标平均电流参考值2A，将实际的电流平均电流与目标平均电流相比较得到偏差，通过PI计算出合适得占空比控制MOS导通与关断。

1.3.实验结果

实际平均电流（IL橙色）、目标平均电流（2A黄色）、Sample and Hold取得平均电流（蓝色）。

PWM和电感处电压：

输出电压：大致为350V

当增加目标平均电流为3A时，输出电压明显增大，PWM占空比也增大：

总结：

通过电流内环控制，我们可以改变目标平均电流基准值的大小来改变输出电压的大小。

六、Boost电路电压外环Matlab仿真模型

1. MATLAB仿真模型

1.1.仿真模型图

在上一节中是根据电路的平均电流和一目标平均电流基准做对比来控制输出电压。我们实际要控制的是输出电压，电流只是一个中间值，因此这个目标平均电流基准可以通过电压外环来获得。

1.2.器件参数设置

除了电压外环控制部分，其余的参数设置与上节一致。

将输出电压与目标输出电压基准值作差，计算出输出电压误差值，然后经过PI调节后输出一个目标电流基准值。目标平均电流基准值在上节的电流内环中使用的那个数值。

PI参数如下（随意设定的）

1.3.实验结果

总结：

在添加了电压外环调节之后，稳态后的输出电压趋近于380V.

六、占空比前馈控制原理

Boost电路中的占空比前馈控制是一种常用于电力电子变换器的控制策略，特别是升压（Boost）直流-直流转换器中。该控制方法通过测量输入电压或负载情况，并根据这些输入信号直接计算占空比，从而快速调整输出电压。这种方法可以减少系统对反馈环路的依赖，提高响应速度，并且在输入电压波动较大时具有良好的鲁棒性。

1. 占空比前馈控制的核心思想

前馈控制（Feedforward Control）是一种基于已知或实时测量的输入信号来直接调整控制变量的控制方法。在Boost电路中，前馈控制通过测量输入电压（Vin）和目标输出电压来计算所需的占空比 D，从而维持输出电压稳定，在这个过程中如果没有占空比前馈控制，那么占空比就是从0出发到达稳态后的占空比，耗费时间比较长，如果提前告知稳态后的占空比，电路会基于这个占空比微调，更快速的输出趋于目标输出电压值的输出电压。

2. 占空比前馈控制的优点

快速响应：由于直接根据输入电压计算出占空比，前馈控制可以在输入电压波动时迅速做出调整，而不需要等待反馈回路的响应时间。
抗扰性强：前馈控制能够有效应对输入电压的大幅波动，使系统保持相对稳定的输出电压。
减少反馈环路依赖：通过前馈路径调整占空比，反馈控制环路的负担减轻，系统响应速度更快。

3. 前馈控制与反馈控制的结合

前馈控制可以提供快速响应和良好的扰动抑制能力，但在实际应用中，完全依赖前馈控制并不能保证输出电压始终精确稳定，因为系统中可能存在不确定因素（如负载变化、参数漂移等）。因此，通常会将前馈控制与反馈控制结合起来使用，前馈控制用于快速粗略调整，而反馈控制用于精确的稳态调节。这种组合的控制方式即为“前馈-反馈复合控制”，可以同时实现良好的动态响应和稳态精度。

4.MATLAB仿真

4.1.仿真模型图

计算占空比之后加入占空比前馈控制，可以帮助电路更快的达到目标输出电压所需要的占空比。

4.2.实验结果

相比于没有前馈控制（第一个图），更快的趋于稳定。

七、CCM与DCM模式分析

在分析Boost转换器的工作模式时，常见的两种模式是连续导通模式（CCM, Continuous Conduction Mode）和不连续导通模式（DCM, Discontinuous Conduction Mode）。这两种模式的主要区别在于电感电流的连续性。

1. 连续导通模式（CCM）

这种模式下，我们在上文取平均电流的方法是对的，但是DCM情况下就不能那样取。

1.1 工作原理

在连续导通模式（CCM）下，电感电流始终保持非零值，即使在开关管关断期间，电感中的电流也不会降为零。电感电流的波形是一种连续的锯齿波。电感的能量始终在充电和放电之间转换，但电感中的电流不间断。

CCM模式的特征：

电感电流波形呈锯齿状，但始终保持大于零。
当开关管处于导通状态时，电感电流上升；当开关管关断时，电感电流下降，但不会降至零。

1.2 CCM下电路的基本关系

在CCM模式下，Boost电路的工作状态可以通过输入输出电压的关系和电感电流的平均值来描述。

输出电压与输入电压的关系为：

1.3 优缺点

优点：
- 电感电流的波动较小，输出电压波动也较小，适合输出电压要求较为稳定的应用。
- 相对于DCM模式，CCM模式中的电感电流应力较小，因此电感和开关器件的损耗也较小。
缺点：
- 需要较大的电感值，以保证电感电流不降为零，电感体积和成本相对较大。
- 系统的动态响应相对较慢，因为电感电流的变化需要一定的时间。

1.4 适用场景

CCM模式通常适用于负载较重、输出电压要求稳定的场合。例如，大功率的电源设计通常工作在CCM模式下。

2. 不连续导通模式（DCM）

2.1 工作原理

在不连续导通模式（DCM）下，电感电流在每个开关周期内都会降为零，即电感在关断期不仅释放完所有储存的能量，还会有一段时间没有电流。这意味着在DCM模式下，电感电流波形是间歇的，出现零电流区间。

DCM模式的特征：

电感电流在一个周期内有一段时间为零，即电感电流断续存在。
开关管关断后，电感中的能量完全释放，电流下降至零，然后再重新开始下一个开关周期。

2.2 DCM下电路的基本关系

在DCM模式下，Boost电路的输出电压与输入电压和占空比的关系更加复杂，因为电感电流在一个周期内并不是线性的。输出电压与输入电压的关系为：

2.3 优缺点

优点：
- DCM模式允许使用较小的电感值，这可以降低系统的尺寸和成本。
- 在轻负载或低功率情况下，DCM模式可以提高转换效率，因为电感中的能量完全释放，减少了电感中的损耗。
缺点：
- 电感电流波动较大，导致输出电压的纹波增大。
- 电感电流应力较大，这可能会导致开关器件的应力和损耗增大。
- 对控制器的设计要求较高，因为在DCM模式下需要更复杂的控制算法来维持稳定的输出。

2.4 适用场景

DCM模式通常适用于轻负载或低功率的场合，例如小型便携式设备的电源设计，或Boost电路在低功率下运行时的场景。

3. CCM与DCM模式的对比

特性	CCM（连续导通模式）	DCM（不连续导通模式）
电感电流	始终不为零，连续变化	在周期内有一段时间为零
电感大小	通常需要较大	可以使用较小的电感
输出电压波动	较小，输出电压稳定	较大，输出电压波动较大
效率	适合较高功率，效率较高	在轻负载下效率较高
控制复杂度	相对较简单	需要更复杂的控制算法
应用场景	高功率应用，如电动汽车电源	轻负载应用，如便携设备供电

八、PFC-Boost电路双闭环控制逻辑

双闭环控制策略是PFC控制中的一种经典方案，它利用了电压外环和电流内环两个反馈回路来实现稳定的输出电压和高质量的输入电流波形。

如下图是Boost电路的双闭环控制（在第六节做的仿真实验就是Boost电路的双闭环控制），基本逻辑就是收集电路的输出电压与参考电压对比作出误差，误差经过PI调节后输出一参考电流，电路的平均电流与这个参考电流对比作出误差，误差经过PI调节后生成PWM的占空比控制MOS管。

1. PFC双闭环控制概述

PFC-Boost电路双闭环控制系统由电压环（外环）和电流环（内环）组成，分别控制输出电压和输入电流，但是与Boost电路的双闭环控制有所不同，PFC-Boost电路的输入电压是一个交流电，上述Boost电路的输入电压是直流电压。

电压环（Voltage Loop）：监测输出电压并与参考电压进行比较作出误差，误差信号通过电压环的补偿器（PI控制器）生成一个中间系数（没有实际意义），将这个中间系数与输入电压相乘，计算出电流基准值（电流命令，因为电压是正弦的，所以电流基准值也是正弦变化的），这个电流基准值就是期望的电流波形。
电流环（Current Loop）：控制输入电流的波形，使其与输入电压同相并保持正弦波形，从而达到功率因数校正的目的。电流环的基准来自电压环的输出，其目标是确保输入电流跟踪参考电流。我们将实际的输入电流与期望的电流作差，计算出电流误差值，然后经过电流环调节（使用PI控制器进行调节），计算出合适的占空比，再经过PWM发波器，输出占空比变化的PWM波，从而控制MOS的开关，就能实现电流跟随电压了。

2. PFC双闭环的控制逻辑

PFC双闭环的核心思想是，电压环负责维持稳定的输出电压，而电流环则负责调节输入电流的形状。具体的控制逻辑如下：

2.1 电压环（外环）

功能：电压环的主要目的是保持直流侧输出电压（通常是一个稳定的直流电压，如400V）在设定值附近，避免由于负载变化而导致输出电压的波动。
控制流程：
1. 电压检测：测量输出电压 Vou 并与参考电压 Vreff（目标输出电压）进行比较。
2. 误差计算：计算输出电压与目标电压之间的误差 Verror=Vref−Vout。
3. PI调节器：将误差输入到电压环的PI调节器，通过积分和比例控制将误差信号转化为一个系数，系数与输入电压相乘作为电流基准信号 Iref（电流环的输入）。
电压环的输出不是直接控制开关管的占空比，而是产生一个电流基准信号 Ire，作为电流环的目标。

2.2 电流环（内环）

功能：电流环的主要目的是使输入电流 Iin 跟踪参考电流 Iref，从而确保输入电流与输入电压同相，并呈现正弦波形，达到功率因数校正的目的。
控制流程：
1. 电流检测：检测输入电流 Iin，并将其与参考电流 Iref 进行比较。
2. 误差计算：计算输入电流与参考电流之间的误差 Ierror=Iref−Iin。
3. PI调节器：将电流误差输入到电流环的PI调节器，生成控制信号，用于调节Boost PFC电路中的开关管的占空比 D。
通过调整占空比，改变电感中的能量存储和释放，以调节输入电流，使其与参考电流 Iref保持一致。