输入功率因数是不间断电源系统(UPS)非常重要的性能指标,它反映UPS系统对市电输入电源的利用效率及其对电网的谐波污染程度。功率因数越大,系统对市电电能的利用效率越高,对电网的谐波污染也越小。因此,功率因数校正技术(PFC)在UPS领域得到了广泛的应用。本文针对半桥逆变结构的UPS系统,采用了一种新型的单周期控制三电平功率因数校正电路。该电路拓扑简单,谐波小,开关电压应力低,开关损耗小,效率高。为提高系统抗干扰能力,改善其动态特性,控制系统采用单周期控制技术。单周期控制技术是一种新型的非线性控制技术,其控制思想为在一个开关周期内控制开关变量的平均值精确地跟随控制基准,实现了在一个开关周期内消除输入电压干扰和负载干扰的目的。单周期控制技术的核心器件为积分器和比较器。其中,积分器对速度的要求非常高,目前均采用模拟器件实现。本文首先对三电平PFC电路的工作原理进行了系统的分析,对电路的小信号数学模型进行了研究。分析了单周期控制三电平PFC系统的调制规律和可行性。基于单周期控制芯片IR1150S研制了一台实验样机,给出了电路参数的设计准则。实验结果表明,该系统控制方法简单、性能可靠、电流谐波小,功率因数高,正负直流母线电压平衡性好。随着数字控制技术的不断发展,越来越多地控制策略通过数字信号处理器(DSP)加以实现。本文分析了采用数字控制实现单周期控制技术的关键问题,基于TMS320LF2407搭建了系统平台,给出了控制系统的主要硬件设计、部分软件设计以及程序流程图。分析了基于DSP的整个UPS系统的控制策略。