1. 工作原理
输入交流电压和电感电流，以及PFC母线电压经过采样和滤波由DSP的ADC口采样到DSP内，然后通过一个电压反馈补偿器Gcv（S），输出电压环的反馈信号Vc，然后通过一个乘法器单元将电压调节器的输出Vc与输入电压的全波整流波形相乘，得到整流桥后电流的指令值Iref。正是该乘法器保证了输入电流与输入电压同相且波形相同，使电源输入端的功率功率因数为1，它是实现功率因数校正功能的关键。在图1所示的电路中，PFC参考电流合成器还包含了一个输入电压全波整流值的平方电路和除法器，主要是为了提高控制系统对输入电压变化的动态响应速度，它对于宽输入电压范围和输入电压波动较大的应用场合更为必要，我们将上面的电路框图用传递函数框图表示：
图32 PFC传递函数框图
其中：Gcv(s)为电压环的补偿函数，Gci(s)为电流环补偿函数，Vm为载波幅值，Gigd(s)为电感电流对占空比D的函数，ZL(s)为电感电流到输出电压的阻抗，Hi(s)为电流环采样函数，Hv(s)为电压环采样函数。
在三相PFC的数字控制当中，可以采用Microchip双核dsPIC33CH系列，由于其内部具备双核CPU，所以整个控制我们分配在两个内核中，主核Master完成电压环以及保护和快速采样滤波计算等环节，从核Slave完成电流环和发波的功能。
双核示意图如下：
图33dsPIC双核框图
双核系列的dsPIC具有如下特点：
- 主核和从核分别独立工作；
- 在应用开发阶段可以分别编程和调试；
- 主核和从核都有它们自己的中断控制、时钟发生器、端口逻辑和外设资源；
- 主核最大工作90MIPS，从核最大工作100MIPS。
2. PFC电流环
图34 PFC电流环框图
在Vienna电路中，两组PFC母线电容对输入等效为以中点为基准的两个并联电容组，三相二极管电流对其充电，对输出而言其又等效为两个串连的电容，对负载供电，所以每相流入PFC电容电流和流出PFC电容电流的关系为2/3。
故三相Vienna拓扑的主电路传递函数为：
L_fulload为满载情况下PFC电感值，RL为电感串联电阻。
我们知道了主电路的传递函数后，其他比如AD增益（包括采样、保持、转换）、硬件采样电路、Fm等传递函数都可以表达出来了。这样除了补偿器之外的开环传递函数都清楚了，计算或者仿真出除补偿器的Bode图，根据开环传递函数的Bode图，设计出合理的补偿器。
在数字电源控制中，一般采用的补偿器有PI控制器、SZSP控制器、2P2Z控制器、3P3Z控制等。在开关频率以下，电流环开环传递函数为一个单极点系统，可以将补偿函数设计为一个PI控制系统。
由于PFC电感在不同的直流偏置下感量变化非常明显，nFeSi材质在正弦电流过零点和峰值附近相差近3倍，为了能提高过零点的低频增益和带宽，同时保证峰值附近的稳定，我们需要实时的调节电流环的相关参数，这样能时时的改善带宽和增益。
3. 电压环
图35 PFC电压环
PFC电流内环和功率级形成一个电流源，因此PFC电压环的被控对象在低频可以等效为驱动电容的电流源，在100Hz频率附近，电压环开环传递函数为一个单积点系统。PFC电压环在确保当负载变化时输出电压稳定的同时，带宽应该足够低，从而使频率大于100Hz时的环路增益足够低，以减小PFC输出电容上的100Hz电压纹波对PFC输入电流的调制作用，否则该调制作用会引起输入电流的严重畸变，当然过低的电压环带宽回导致电压动态速度过慢，在THD设计满足要求的情况下，可以再调节带宽。
以上是针对稳态的电压环设计，如果输入或者输出在进行动态跳变，为了保证电路的可靠性，可以加入快环。也即在动态时，为了加快环路响应，满足动态的要求，采用另外一组环路参数，同时去除软件滤波。当总母线电压采样大于或者小于当前总母线电压给定的一定值时，进入快环；当总母线电压采样不再大于或者小于当前总母线电压给定另一值时，退出快环。当然，由于母线电容的ESR容易受环境温度的影响，所以当环境温度过低时，母线电容的ESR增大，电压环调节过快，会导致母线电压过压。
所以电压环的设计不仅要考虑到稳态的低带宽，还要考虑动态响应以及受环境温度的影响。
4. 母线电压偏压环
PFC电路有正负母线输出，所以要控制正负输出平衡：
把&叠加到电压波形给定中去，这样可以调节母线平衡（见均压原理分析）。
母线电压偏压环是纯比例环节,即有静差调节,所以即使最终调节稳定的情况下,母线还是会存在一定的差异,如果K越大，&输出就越大，调节能力就越强，平衡度就越好，但是注入到输入电流的谐波也就越大，影响THD指标。所以需要在THD和母线平衡之间做出平衡。
为了消除正、负母线之间的静差，可以采用PI环节来代替纯比例环节，但是积分环节本身存在退饱和的问题，对于Vp, Vn 不停变化的系统，调压是通过改变小矢量的持续时间，积分的响应速度慢，可能反而对小矢量超调或欠调，导致正、负母线电压一直处于偏压的状态。所以采用纯比例环节进行正、负母线电压的调节可以保证时时性。
由于母线偏压环的调节，会对THD造成影响，所以要根据母线偏压的程序选择比例系数和输出δ的最大范围，避免过分调节。
5. 补偿器的数字化
数字补偿器设计流程如下：
- 首先选择一个合适的已知原型滤波器传递函数（要选择合适的零极点）；
- 将该原型滤波器的s域传递函数映射到z域中；
- 将z域转换为时域内的线性差分方程。
从s域到z域的变换，我们一般采用双线性变换，又称Tustin变换和梯形变换。它将s域中的模拟传递函数转换为z域中的等效数字传递函数，它只是表示的一个近似值，相对于采样频率的交叉频率越低，近似值就越可靠。
以3P3Z控制器设计为例，在s域的表达式为：
将z域转换为线性差分方程：
在MCU里面执行的大致过程如图36所示：
图36数字Ⅲ型控制器实现方式
关于s域到z域变换的方法，请参考《基于MCHP 16bit dsPIC33C 全数字控制同步Buck入门》专题详细介绍。