各種非線性負載應用日益廣泛，電網(wǎng)中的無功功率和諧波污染已經(jīng)成為一個非常嚴重的問題。為了消除無功和諧波對電網(wǎng)造成的污染，有源濾波器（APF）得到了飛速發(fā)展。其采用的控制方法主要分為三角載波線性控制、滯環(huán)比較控制、無差拍控制3種類型。這些方法均存在一定的缺陷，如三角載波的波形畸變，滯環(huán)控制開關頻率變化以及畸變電流檢測的快速實時響應等。隨著微機控制技術的不斷發(fā)展以及數(shù)字信號處理器（DSP）運算速度的不斷提高，無差拍控制法，單周控制法及其他快速優(yōu)化控制法將在APF中得到進一步的應用。
　　單周控制法作為一種非線性控制法，最早由美國學者Keyue M.Smedley和Slobodan Cuk提出。其基本思想是：控制開關的占空比，使每個周期內(nèi)開關量的平均值與控制參考信號相等或成一定比例，從而消除穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)誤差。目前已成功地應用到DC-DC變換、音頻開關放大器、功率因素校正和單相有源電力濾波器等。本文所提出的基于DSP的單周控制有源電力濾波器不僅結(jié)構簡單可靠，而且具有很好的動態(tài)和靜態(tài)補償特性及控制器簡單的優(yōu)點。抗電源干擾能力強，魯棒性好。
　　1 單周控制有源電力濾波器
　　1.1 單周控制
　　單周控制原理如圖1所示，它由控制器、1個比較器、1個可復位積分器及時鐘組成，其中控制器可以采用RS觸發(fā)器或D觸發(fā)器。開關K，K1為一對互補的開關，頻率為fs=1／Ts。在每一個周期開始，即t=0時，時鐘信號到，開關K閉合，K1斷開，輸出y（t）的波形和輸入x（t）的波形相同，積分器由0開始積分。在t=dTs時（其中d為占空比，d=Ton／Ts，根據(jù)模擬控制參考vref調(diào)制，且0《d《1），積分器的輸出Vint達到給定參考電壓Vref時，比較器輸出發(fā)生變化，使K斷開，K1閉合，積分器復位。等到下一個周期開始的時候，又重復前面的動作。
　　
　　從圖1中可以看出，輸人信號x（t）被開關斬波形成輸出信號y（t），輸出信號y（t）的頻率和脈寬是與開關函數(shù)一致，而輸出信號y（t）的包絡線與輸人信號x（t）一致。占空比D為模擬控制參考信號Vref所調(diào)制，從而達到對控制變量平均值進行控制的目的。
　　1.2 主電路分析與控制量關系
　　圖2為包括電源電壓US、非線性負載、電壓源型變換器以及DSP單周控制器構成的單相并聯(lián)型APF主電路，其中L為輸出濾波電感；C為儲能電容；RS為電流取樣電阻。
　　
　　如果圖2中開關S1，S2，S3和S4采用單周控制器輸出的調(diào)制脈寬波進行控制，并分別設開關S1，S2在一個時鐘控制周期中導通的占空比為d1和d2；相應地開關S3，S4在一個單周期內(nèi)開通的占空比則分別為（1-d1）和（1-d2）。