电力系统中,能量转换电路的开关控制问题很重要,可通过电力电子变换器的各种不断改进的控制理论来解决。直流-直流变换器的控制理论包括滑模控制理论、线性平均控制理论、反馈线性化控制理论以及无源化控制理论。在工业应用中,变换器通常采用经典的PID控制策略。由于电力电子变换器属于典型的开关非线性系统,而现有的线性PID控制技术因为自身具有参数整定困难和暂态响应缓慢的不足,因此PID控制已经无法满足非线性变换器对更高性能的要求。为了弥补上述控制方案的不足,本文采用基于能量守恒定律的能量平衡的控制方法,能量平衡控制(EBC)可以表述为在一段时间内(通常是一个开关周期),保证外界注入电路的能量与负载消耗的能量、无功元件储存的能量以及非理想元件的杂散损耗之和相等。能量平衡控制应用于升压变化器的原理如下:在一个开关周期内,电源注入电路的能量同负载消耗的能量、电感和电容储存能量之和相平衡。通过平衡关系的数学推导,构建能量平衡控制器,该控制器会产生相应的触发脉冲开通与关断变换器中的开关。与传统的PID控制相比,基于能量平衡控制的升压变换器的输出自适应能力更强,鲁棒性更好,同时能够克服开关信号易发生误差的缺点。文章所应用的能量平衡控制适用于连续电流模式、非连续电流模式以及介于连续和非连续之间的临界电流模式,因此,该控制方法具有在全负载范围运行的能力。同时,该控制方法对电源侧扰动和负载跳变具有快速的暂态响应能力。除此之外,通过引入调节输出电压误差的比例、积分环节,能量平衡控制可以使电路中非理想元件的杂散损耗不对控制过程产生影响。因此,基于能量平衡控制的升压变换器可以获得在全负载运行范围内准确的稳态输出值和快速的暂态响应。众所周知,基于平均电流控制的升压功率因数校正器存在暂态响应缓慢以及在非连续电流模式下电流波形畸变和功率因数低的缺点。究其原因,其一,传统的平均电流控制主要基于电压电流的PID控制,而PID控制具有暂态响应缓慢的缺点。其二,传统的平均电流控制在非连续电流模式时平均电感电流的计算存在误差,从而导致了输入侧电流的畸变,降低了功率因数值。本文推导了升压功率因数校正的能量守恒表达式,并基于此设计了其能量平衡控制的策略,实现了连续电流模式和非连续电流模式下的精确的电流波形和单位功率因数。此外,本文通过对升压功率因数校正器负载突变的情况进行仿真,验证了其快速、准确跟踪负载变换的能力。