无频闪多路LED照明PFC变换器

为实现LED无频闪且满足地铁照明功率因数不应低于0.9的要求,提出了无频闪多路LED照明PFC变换器。通过推导该变换器工作在临界连续模式(Critical Continuous Mode,CRM)下的输入电流表达式,证明其具有功率因数校正(Power Factor Correction,PFC)功能。在软件PSIM中搭建了一台三路输出仿真电路,证明该变换器解决了传统单级LED驱动器输出二倍工频电流纹波过大导致的工频闪烁问题。此外,该变换器还具有各支路输出电流均流的特性及固有短路保护特性。     

基于Cuk PFC变换器的LED驱动电源设计

针对传统仅使用功率因数校正(PFC)变换器设计的AC-DC LED驱动电源存在由2倍工频输出电流纹波造成的频闪问题,提出了一种基于Cuk PFC变换器的无频闪LED驱动电源。通过简单的电压模控制,所提变换器可以同时实现功率因数校正和低2倍工频输出电流纹波,实现高功率因数和LED无频闪。最后,通过一台11.2 W的实验样机验证了理论分析的正确性。     

具有快动态响应和低输出电压纹波的二次型BoostPFC变换器

为了提高功率因数校正(Power Factor Correction,PFC)变换器对负载变化的动态响应性能,同时消除输出电压二倍工频纹波,本文将二次型Boost变换器应用于PFC变换器中,并分析了其工作原理。根据主电路电感的工作模式,可以将二次型Boost PFC变换器的工作区域划分为四个区域:CCM-CCM、CCM-DCM、DCM-CCM和DCM-DCM,本论文重点研究了二次型DCM-DCM Boost PFC变换器的输出电压纹波特性及其动态性能。研究结果表明,与传统DCM Boost PFC变换器相比,二次型DCM-DCM Boost PFC变换器可消除输出电压的二倍工频纹波,降低输入电感电流峰值,且提高了负载动态响应速度,极大地降低了输出电压超调量与跌落量。最后,通过实验结果验证了理论分析的正确性。     

大型停车场直流充电桩输出侧低频纹波分量抑制

大型停车场用直流充电桩前级采用无电解电容滤波的三相不控整流电路,导致后级DC-DC变换器输出电流、电压中含有6倍工频纹波,严重缩短动力电池组的循环使用寿命。为此,从转移导纳的角度出发,对大型停车场直流充电桩输出侧的6倍频纹波分量的抑制方法进行了研究。首先建立了Superbuck变换器的小信号模型,得出恒流充电模式下系统的闭环转移导纳,并指出抑制输出侧的6倍频纹波分量的根本方法是减小闭环转移导纳在该频率处的幅值增益;然后基于该方法,得出了2种低频纹波抑制策略:提高系统的带宽和引入输入电压前馈;最后,通过一台1.8 kW/80 kHz仿真样机验证了理论的正确性。     

二次型Boost PFC变换器低输出电压纹波分析

工作于电感电流断续导电模式(DCM)的传统Boost功率因数校正(PFC)变换器的输出电压含有二倍工频纹波。当二次型Boost PFC变换器的两个电感均工作于DCM(简称为DCM-DCM Boost PFC变换器)时,其输出电压含有的二倍工频纹波大大减小。详细分析了二次型DCM-DCM Boost PFC变换器的工作原理,推导了其输出电压纹波及功率因数值表达式,验证了二次型DCM-DCM Boost PFC变换器的高功率因数和低输出电压纹波特性。最后通过实验结果验证了理论分析的正确性。     

电流源电荷泵串联谐振PFC变换器分析与设计

电流源电荷泵(current source charge pump,CS-CP)串联谐振功率因数校正(power factor correction,PFC)变换器控制电路简单,效率高,输出电流二倍工频纹波低,但存在功率因数(power factor,PF)较低、输入电流总谐波畸变(total harmonic distortion,THD)较高的缺点。该文分析CS-CP串联谐振PFC变换器的工作模态,通过参数优化设计,获得较高的PF与较低的输入电流THD。通过60W的实验样机对理论分析结果进行验证,实验结果表明PF值可达0.994,效率最高为91.7%,输出电流二倍工频纹波占比小于1.61%,满足实际应用要求。     

图腾柱式无桥零纹波交错并联Boost功率因数校正器

提出一种图腾柱式无桥零纹波交错并联Boost功率因数校正器(Power Factor Correction,PFC),解决了低压大电流输入场合下的Boost PFC效率和功率密度偏低的问题。此拓扑结合了无桥和交错并联技术,降低了输入整流桥、功率开关器件及Boost电感的损耗,消除了传统Boost PFC所存在的局部过热点,提高了变换器效率,适用于低压、大电流应用场合;结合了交错并联和零纹波技术,改善了变换器电磁兼容(Electromagnetic Compatibility,EMC)特性,减小了输入、输出滤波电感和电容体积,提高了变换器效率和功率密度。本文详细阐述了此变换器的工作原理及其参数设计过程,并通过一台基于DSP控制的1kW样机进行了实验验证。     

基于si8250的数字化控制单相功率因数校正器

基于数字控制芯片si8250研制了2660W单相功率因数校正(Power Factor Correction,简称PFC)控制器.提出了采用滑模变结构电流内环与由PI调节器和数字低通滤波器组成的电压外环相结合的控制系统,以实现高性能高速度的功率因数校正.实验结果表明,该变换器能在90～264 V的输入范围内得到420V的稳定直流电压,且具有功率因数高,输出电压纹波小,系统稳定性好等优点.     

无电解电容AC/DC LED驱动电源中减小输出电流脉动的前馈控制策略

高可靠性、高效率、高功率因数、低成本的LED驱动电源是保证发光二极管(light emitting diode,LED)发光品质和性能的关键。一种无频闪无电解电容AC/DC LED驱动电源已经被提出,它包括一个无电解电容的功率因数校正(power factor correction,PFC)变换器和一个在其输出端并联的双向变换器,式中双向变换器是用来吸收 PFC 变换器输出电流中的低频交流脉动电流,以达到消除LED照明频闪的目的。为了减小双向变换器输出侧的储能电容,储能电容设计为含有较大电压纹波的形式。该文在此基础上,分析双向变换器输出侧储能电容电压大纹波致使双向变换器的占空比中存在相应的谐波成分,其电流内环无法提供这些成分,只能通过增大双向变换器输入电流的跟踪稳态误差来满足这些谐波的需求,最终引起LED驱动电流畸变,会引发频闪问题。为了提高双向变换器输入电流对两倍输入频率交流电流吸收的准确性,减小LED驱动电流脉动,对双向变换器进行稳态分析,提出一种基于电流基准的前馈控制策略,实验结果验证了此方法的正确性。     

一种减少输出纹波的单级反激LED驱动电路

鉴于成本低、效率高等优势,AC-DC单级LED驱动电路可使用单级电路实现输入功率因数校正和输出DC-DC恒流控制,但通常存在较大的输出2倍工频纹波的问题,而电流纹波是影响LED光学特性和寿命的重要指标。首先,提出了一种基于辅助绕组的单级反激LED驱动电路;然后,采用电流纹波抑制策略分析了所提电路的工作原理和实现低输出电流纹波的条件;最后,通过仿真和实验验证了理论分析的正确性和有效性。实验结果表明,所提的LED单级驱动电路能够在不影响输入特性的基础上有效地降低了输出电流纹波。     

变占空比控制二次型Boost功率因数校正变换器

与传统电流断续模式(DCM)Boost功率因数校正(PFC)变换器相比,定占空比控制二次型DCM-DCM Boost PFC变换器的输出电压纹波明显减小,然而,其功率因数(PF)低于传统DCM Boost PFC变换器,并随输入电压的增大而下降。针对此问题,提出了变占空比控制二次型DCM-DCM Boost PFC变换器,研究了其PF和输出电压纹波的表达式,通过占空比的拟合,给出了相应的控制电路。在90~220V输入电压范围内,变占空比控制二次型DCM-DCM Boost PFC变换器的PF均接近于1,且具有较小的输入电感电流纹波和较低的输出电压纹波,实现了高功率因数与低输出电压纹波特性。实验结果验证了理论分析的正确性。     

一种低输出电压纹波反激PFC变换器

为降低工作于电感电流断续导电模式(DCM)反激功率因数校正(PFC)变换器输出电压二倍工频纹波,提出了一种低输出电压纹波反激PFC变换器,它由一个具有快速动态响应特性的DCM Buck变换器和一个双输出绕组DCM反激PFC变换器组成。阐述了低输出电压纹波反激PFC变换器的基本原理,分析了变换器实现低输出电压纹波的条件,并通过实验验证了理论分析的正确性。实验结果表明,所提出的反激PFC变换器不但实现了低输出电压纹波,而且具有快速动态响应特性。     

电流相位补偿解决单相PFC中的过零畸变

有源功率因数校正(Active Power Factor Correction,简称APFC)是提高功率因数的常用技术,但其输入电流在输入电J卡过零附近存在畸变问题.在中频360～800 Hz的应用场合,过零畸变尤其明显.输入电流过零畸变的主要原因足输入电流相位超前.通过求解PFC变换器的导纳函数,指出输入电流相位超前的原因.在此基础上,通过电流超前相位补偿的方法.消除导纳函数中造成电流相位超前的部分,解决了因电流相位超前引起的过零畸变.     

基于双路恒流输出单级Cuk PFC变换器的LED驱动电路

传统的高功率因数双路输出电源由前级功率因数校正(power factor correction,PFC)变换器级联2个DC-DC变换器组成,系统复杂、成本高、体积大。提出一种双路恒流输出单级Cuk PFC变换器,并研究了其工作原理、控制策略和工作特性。该变换器通过使用单级PFC变换器的开关管复用技术复用了Boost PFC变换器和Buck DC-DC变换器的主开关管,又通过使用单电感多输出变换器的电感复用技术分时复用了输出电感,从而仅使用一级变换器同时实现了功率因数校正、低二倍工频输出电流纹波和双路输出电流可独立控制,减少了电感与控制器的数量,大幅降低了双路输出电源的体积和成本。最后通过搭建输出功率为18 W的高功率因数双路恒流输出LED驱动电路的实验样机验证了理论分析的正确性。     

一种高功率因数低纹波LED驱动电源的研究

针对单级LED驱动电源输出电流低频纹波大的问题,提出了一种基于隔离型交错并联Boost变换器的单级高功率因数LED驱动电源。分析了该驱动电源的工作原理以及低频电流纹波的抑制机理,给出了一种将漏感引起的电压尖峰能量反馈到负载侧,抑制输出侧低频电流纹波的控制策略,并进行了仿真验证。最后设计了一台满载功率为100 W的数字控制样机,实验结果验证了所提电路能有效降低LED电流的低频纹波,实现LED的无频闪工作。     

两级式单相逆变器二次纹波电流的抑制与动态特性的改善

两级式单相逆变器的瞬时输出功率以两倍输出频率脉动,使得前级DC-DC变换器和输入源产生二次纹波电流。前级DC-DC变换器采用电压电流双闭环控制能有效抑制二次纹波电流,但要求电压外环的截止频率很低,这将导致负载跳变时系统动态特性较差。从阻抗的角度出发,分析电感电流内环抑制前级DC-DC变换器和输入源中二次纹波电流的机理;提出在前级DC-DC变换器中引入含有两倍输出电压频率陷波器的负载电流前馈,该方法可在不增大二次纹波电流的情况下,显著改善负载跳变时的动态特性;最后,通过实验结果证明所提出的控制策略的有效性。     

采用耦合电感的交错并联电流临界连续Boost PFC变换器

电流临界连续模式(CRM)的Boost功率因数校正(PFC)变换器具有输入功率因数高,二极管零电流截止等优点,采用交错并联技术可以有效降低输入电流脉动和输出电容电流有效值,有利于输入滤波器的设计,提升变换器的效率。本文将两路交错并联的CRM Boost PFC变换器的两个独立电感反向耦合,以进一步减小电感的体积和重量。本文首先介绍耦合电感的基本原理,分析耦合电感对变换器开关频率、输入电流纹波已经磁链的影响,然后讨论了满足最低频率限制和电感不饱和的条件下,耦合电感的设计方法。耦合后最低开关频率仍满足要求且电感匝数可以减小。最后进行实验验证。     

带低频纹波抑制的单级充放电高频环节DC-AC变换器

提出一种带低频纹波抑制的单级充放电高频环节DC-AC变换器,并深入分析研究这种变换器的电路拓扑、具有恒流充放电的类整流单极性移相控制策略、稳态原理、输入二倍频电流纹波抑制等关键技术,获得重要结论。该电路拓扑由输入二倍频电流纹波抑制电路和单级充放电高频环节DC-AC变换电路级联构成,该控制策略是通过双向整流电路将高频变压器的正弦脉宽脉位调制波整流成输出正半周或负半周的正弦脉宽调制(SPWM)波,并实现蓄电池的恒流充放电,输入二倍频电流纹波抑制电路是在蓄电池和输入滤波电容之间串联一个L_rC_r并联谐振电路。研制的样机实验结果表明,该变换器具有高频隔离、单级双向充放电、变换效率高、充放电电流纹波小等优点。     

低输出电压纹波准单级反激PFC变换器

提出了一种低输出电压纹波准单级反激功率因数校正(PFC)变换器,它由1个双输出反激变换器和1个具有快速动态响应能力的Buck变换器组成,Buck变换器由双输出反激变换器的辅助输出供电,其输出与双输出反激变换器的主输出串联给负载供电。双输出反激变换器用于实现PFC功能;Buck变换器补偿双输出反激变换器主输出的2倍工频电压纹波,实现低输出电压纹波和快速动态响应。实验结果表明,在保持同样功率因数值的前提下,准单级反激PFC变换器极大地减小了单级反激PFC变换器的输出电压2倍工频纹波,其动态响应速度远快于单级反激PFC变换器,与两级级联PFC变换器的动态响应速度相近,并获得了高于两级级联PFC变换器的效率。     

两级DC/AC变换器直流输入电流纹波抑制

两级单相逆变器的前级DC/DC变换器输入电流会含有较大的低频纹波电流,这会严重影响直流侧电源的寿命。此处基于电流反馈双半桥(CF-DHB)DC/DC变换器和全桥逆变器构成的两级DC/AC变换器,提出一种新的抑制输入电流纹波的方法,根据变换器的瞬时功率特性,计算出消除电流纹波所需的移相角,进而消除控制器输出量中的纹波分量。能够在保证交流输出电压质量的同时,显著抑制输入电流纹波,并且能够消除负载突变时的电流振荡。实验验证了所提控制方法的有效性。