并联交错数字APFC的研究

有源功率因数校正器( APFC)的应用场合日益增多,采用两级或多级并联交错APFC可以有效地降低电流纹波,减小电感尺寸,更好地应用于大功率场合.文中在首先描述两级交错并联APFC电路结构和工作原理的基础上,提出了两级均流的控制方法及其数字实现的基本方法.设计了基于dsPIC DSC的数字实现方案,采用Matlab/Si...     

单周期Boost APFC电路设计与Simulink仿真优化

单周期控制的Boost有源功率因数校正(APFC)动态响应快,能很好地抑制输入扰动和负载跳变,同时,其控制方法简单可靠.这里对单周期控制的Boost APFC进行了基于Simulink软件的CAD设计、建模及仿真.在总体指标选定的基础上,对电路进行器件参数优化,使设计过程科学,设计的电路具有输入功率因数高、输出电压纹波...     

直接功率控制的单相功率因数校正器

传统的双闭环控制单相有源功率因数校正器(APFC)中,电压外环可以调节输出直流电压,电流内环可以调节输入电流波形。提出基于电压平方外环的APFC直接功率控制策略,电流内环仍然采用PI调节器,从而使得单相APFC具有对输出功率变化快速响应的优点,但是在负载突变情况下,也带来了输入电流突变而引起过流的现象,需要对电压平方外环和直接功率控制环进行阻尼作用,在快速响应与稳定运行之间获得平衡。上述结论得到了MATLAB/Simulink仿真分析结果的验证。     

采用IGBT电流检测的三级交错模拟APFC研究

有源功率因数校正技术可改善开关电源的输入功率因数,抑制输入电流的谐波分量。在大功率应用场合,其功率电路采用多级交错结构,以降低网侧电流纹波,降低单级电路的开关损耗,减小单只电感容量,实现在板安装,从而提高效率,使器件选型和优化设计更加容易。在描述三级交错Boost APFC和双闭环控制原理的基础上,分析了利用IGBT电流替代电感电流进行电流内环控制的可行性,以及三级交错APFC中IGBT占空比与电流纹波的关系。最后基于FAN9673仿真并实现了额定输出功率为2.5 k W的三级交错APFC。结果表明,采用IGBT电流检测替代电感电流检测可实现高性能低成本的三级交错APFC,电流纹波抑制效果明显。     

基于单周期控制的快速响应PFC变换器研究

提出了一种基于负载电流前馈与单周期控制技术相结合的快速负载动态响应功率因数校正(PFC)变换器控制策略。负载电流信号与传统输出电压反馈信号相乘并作为单周期控制载波信号,保证了PFC变换器具有快速的负载瞬态响应。此外,论文设计了两种自适应输出电流纹波补偿方法,有效抵消了负载电流前馈引入的输出二次纹波,减少了稳态下输入电流畸变。最后,基于单相Boost PFC电路,通过仿真与实验验证了所提控制方法的优越性。     

单相有源功率因数校正器直接储能控制的研究

对于传统的单相有源功率因数校正器（APFC）,一般采用电压外环、电流内环的双闭环控制结构,直接控制输出电容电压和中间电感电流,能够获得良好的控制效果。将直接控制电容电压和电感电流的控制策略引申为直接控制电容电压平方和电感电流平方,即无源器件的直接储能控制,对传统有桥结构的单相APFC进行理论分析、仿真分析和试验验证。结果表明,通过直接控制电容电压平方和电感电流平方,单相APFC能够获得满意的动态和静态特性。该方法可以推广应用到包含有控制电容电压和电感电流的其他类型电力电子变换器。     

动态电压恢复器直流储能单元的数字电压控制

阐述了有源功率因数校正(active power factor correction，APFC)技术的工作原理，为消除动态电压恢复器(dynamic voltage restorer，DVR)直流储能单元充电过程中的谐波和无功电流，将APFC技术引入到DVR直流储能单元的电压控制中，提出了DVR直流储能单元的数字电压控制技术和电压、电流控制器的设计方法。仿真结果表明采用APFC技术能够主动消除DVR充电电流中的谐波和无功电流，提高储能单元的电压稳定性和动态响应性能。     

基于Matlab设计的软开关型APFC电路

将一种改进型软开关电路与Boost电路相结合,组成一种软开关型有源功率因数校正(APFC)电路。软开关型APFC电路的主电路是将输入端的交流变换为直流,并在软开关条件下实现功率因数校正。基于Boost型功率因数校正电路,利用改进型ZVT(Zero Voltage Transition)实现软开关。电路由基本Boost电路和辅助谐振网络2部分组成。电路中的主开关管是零电压开通和零电压关断的,辅助开关管是零电流开通和零电压关断的。在软开关型APFC电路中,选用平均电流控制方式。给出了电路中主要元器件参数(升压电感、滤波电容、辅助电感、辅助电容、采样电阻及输出负载)的选取方式,仿真结果表明,功率因数可达0.9976。     

单周期控制交错APFC的分析与实现

单相有源功率因数校正器（APFC）在单相交流电源供电的大功率变频空调领域中应用前景良好。该文在描述单周期控制PFC原理的基础上,提出了两级交错PFC共用中间电压的单周期控制策略,在理论分析单周期控制在实现均流和均载的原理基础上,进行了全面仿真分析和实验研究。结果表明这种方法具有单周期控制的优点,而且均流、均载效果较好,能够支持较大功率输出。     

高功率因数LED恒流驱动电源的设计

为了保证发光二极管(LED)正常高效工作，提高LED驱动电路的功率因数，以L6561功率因数控制芯片和恒流二极管为基础，设计了一种高功率因数LED恒流驱动电源。从输出电压、负载电流和功率因数三个方面进行实验测试，实验结果表明，在宽电压范围内，该电源的恒压和恒流效果好，功率因数在0.95以上，较好地抑制了电流谐波。     

带交错并联APFC的恒流稳压开关电源的设计

分析和设计了一种单相交流电压输入、输出电压范围0～55V、输出电流范围0～100A和含输人功率因数校正的恒流稳压电源.其前级采用交错并联的功率因数校正技术,后级采用全桥逆变、降压变压器和全桥整流技术,并在高频开关变压器的原级采用准谐振软开关技术.理论分析和仿真表明,系统具有良好的稳定性和可靠性.实验结果表明,该恒流稳压...     

两级交错并联分时工作APFC的实现

设计了一种采用直接控制原理的两级交错并联分时工作单相数字有源功率因数校正器（APFC）。描述在直接控制原理和分时工作方式的基础上,采用Matlab/Simulink对整个APFC系统进行仿真分析和试验研究。仿真试验验证了其正确性和可行性,且在相同输出功率条件下效率提升了1%～2%;同时,电感与功率开关选型、参数配置得到了简化。     

三相Boost型PWM整流器输出误差无源性控制

提出将无源性控制与频域理论相结合来控制三相Boost型PWM整流器,得到无源性电流控制器、输出误差补偿控制器和闭环系统的频域模型.仿真结果表明,在电路参数变化和负载扰动时,无源性电流控制器和输出误差补偿控制器可以实现输入单位功率因数和输出直流电压恒定,采用频域方法设计参数的输出误差补偿控制器提高了系统的动态性能.     

一种用于数控功率因数校正的占空比控制算法

功率因数校正技术存在开关周期内需要大量运算操作的问题,受数字控制器计算速度的影响,开关频率的提高受到限制;当负载和输入电压变化时,其调整能力不强.针对此问题提出一种应用于Boost功率因数校正电路中的占空比控制算法.该算法不仅可以使电流环和电压环两方面的计算同时进行,而且运算操作大大减少.当负载和输入电压发生阶跃变化时,算法通过引入输出纹波电压和前馈输入电压来补偿每个开关周期的占空比,保证了输入电流仍是良好的正弦波形,并保证功率因数校正系统具有较快的动态响应速度和较高的稳定性.仿真结果表明,电路工作在开关频率为100 kHz的情况下,功率因数达到0.998以上,能够达到功率因数校正的目的.     

用于风电并网的VSC-HVDC网侧换流器改进控制策略

在风电经基于电压源换流器的柔性直流输电(voltage source converter based high voltage direct current,VSCHVDC)系统并网的系统中,保证直流电压稳定是风电并网系统中稳定能量传输的关键。由于系统两侧换流器输入和输出的有功功率不平衡,VSC-HVDC系统直流输电线会出现过电压或欠电压现象,影响风电并网系统的稳态运行。为了抑制直流电压波动,提高系统的动态响应速度,提出一种负载电流前馈控制策略。在网侧换流器直流电压外环控制环节中,通过引入负载电流前馈控制策略,来抵消直流电压发生波动的部分,使输出直流电压在负载突变时的波动减弱。通过对直流电压外环动态性能的分析,得出电压外环控制器参数整定公式以及前馈控制传递函数。根据直流侧电容设计要求,分析电压外环控制器对直流侧电容参数选取的影响。最后,利用MATLAB/Simulink软件进行了仿真验证,研究结果表明,该控制策略能改善系统的动态响应性能,减小直流电压波动,实现有功功率的稳定输出。     

基于APFC芯片控制的光伏并网逆变器研究

提出一种基于有源功率因数校正(APFC)芯片控制的小功率光伏并网逆变器方案。该逆变器包括直流变换环节和逆变环节。其中直流变换环节采用APFC芯片控制将光伏电池板的直流低电压变换成正弦双半波的直流电,逆变环节采用工频全桥逆变电路将正弦双半波电流变换为交变电流注入电网。新方案中并网逆变器的并网控制采用APFC芯片实现,而实时控制要求低的最大功率点跟踪(MPPT)、孤岛保护可采用低价的单片机实现。新方案具有成本低、开发和电流采样容易等优点。通过一台300 W的样机证明了系统方案是正确有效的。     

具有快速动态响应的数字功率因数校正算法

为了提高功率因数校正(power factor correction,PFC)输出电压对负载变化的动态性能,在分析电压环对输入输出谐波影响的基础上,提出一种快速动态响应数字PFC算法。该算法通过增大电压环带宽来提高负载动态响应速度,采用矢量旋转方式产生谐波补偿量来抵消因电压环带宽增大引起的二次谐波。它无需增加外围硬件电路,通过与控制芯片相对应的图形化编程方式完成快速动态响应数字算法。实验结果表明当负载功率发生大范围变化时,所设计的系统具有快速动态响应能力,同时输入电流总谐波畸变率(total harmonic distortion,THD)小于10%,功率因数达到0.99。