Design and implementation of a digital PID controller with pre-compensation loop for a half-bridge PFC Boost converter

Este artículo presenta un nuevo método de control para un convertidor Boost con corrección del factor de potencia en configuración de medio puente (CCFP-MPE). En el control propuesto, se adiciona un lazo de pre-compensación que elimina el error en estado estacionario de fase en el control de corriente. Por lo tanto, se logra una mejora en el factor de potencia incluso en condiciones de baja carga y variaciones en el voltaje de la fuente. En el documento se detalla la metodología de diseño del circuito, que incluye, la obtención de la función de transferencia a través del modelo de circuito promedio, el diseño de los controladores que conforman el circuito, el método de eliminación del desbalance de voltaje y el diseño del pre-compensador junto con su análisis, evaluando el efecto en la estabilidad del sistema. Finalmente, se realiza un montaje experimental en el que se definen dos casos de estudio y se presentan los resultados correspondientes, con el fin de validar el controlador propuesto.This paper presents a new control method for a Half-Bridge ac-dc Boost converter with power factor correction. The proposed controller includes a pre-compensation loop in order to remove the steady-state phase error in the current control loop. As a consequence, a better power factor is achieved even under soft load conditions or voltage variations in the power source. The paper explores all the stages in the design of the controller, from the derivation of the transfer function, based on an average model, the design of the controllers, a method for eliminating the voltage unbalance in the DC side, the conception and design of the pre-compensation loop, and evaluation of the effect of the precompensation loop in the stability of the system. Finally, the proposed controller is verified experimentally in a real Half-Bridge ac-dc Boost converter which is tested under different operational conditions.Universidad ECC