单相有源功率因数校正电路的设计与仿真

有源功率因数校正(APFC)技术成为抑制谐波电流、提高功率因数的有效方法。研究了APFC的原理和方法,通过采用Boost型DC-DC变换器作为功率级,UC3854芯片控制脉冲宽度调制器(PWM)的占空比,并直接驱动MOSFET,使输入电流跟踪输入电压,使输入电流与输入电压接近同相位,以提高功率因数。根据设计目标要求对1.2kW400V平均电流控制的单相Boost型APFC电路的主电路及UC3854外围电路参数进行了设计和计算,使功率因数达到了0.9984,并在Orcad环境下进行仿真研究,取得了理想效果。     

新型控制策略的数字有源功率因数校正的实现

单相有源功率因数校正(APFC)技术呈现出由模拟控制向数字控制的发展趋势,使高性能、大功率输出和进一步降低成本成为可能。根据单相APFC输入电压与输出电压的关系,推导出一种功率开关占空比的直接确定方法。该方法无需检测输入电压,在对采用该方法的单相APFC进行全面仿真后,采用TMS320F2801型DSP为核心的控制器完成了实验研究,最小输入电流甚至低于0.5 A,最大输入电流接近40 A,证明该方法具有概念清晰、校正效果好、无需输入电压检测、支持更小和更高功率范围等优点,非常适合数字化实现。     

基于UC3854的Boost型APFC电路优化设计

设计了一种基于UC3854控制的单相Boost型有源功率因数校正(APFC)电路,并针对传统APFC主电路中存在的冲击电流和输出电压纹波大等问题,并为了减小二极管反向恢复产生的冲击电流,对单相Boost型APFC主电路中升压电感进行了优化设计。设计中采用带中心抽头的三点式电感线圈结构,并在输出端采用脉动补偿的方法,以减小输出电压纹波。实验结果表明,优化后的单相Boost型APFC电路完全能够达到整流、升压、稳压、高输入功率因数、低纹波的目标。     

采用变PI调节器的数字APFC的分析与研究

随着变频家用电器产品功率等级的不断提高,单相有源功率因数校正(APFC)电路的大功率化已成为研究热点.由于数字APFC控制技术具有较强的适应性和灵活性,因此得到了广泛应用.APFC电路中的交越失真现象增加了电网的谐波污染,使得电网的谐波电流难以满足谐波限制的要求.因此,提出了一种采用分段变参数的PI调节器技术,并通过D...     

大功率单相数字有源PFC的研究与实现

传统的模拟有源功率因数校正电路(Active Power Factor Corrector,APFC)外围电路参数固定灵活性较差,并且容易受到分布参数、器件老化、环境温度和湿度等因素的影响,限制了电路的寿命,而且难以适应目前单相设备大功率化的要求.鉴于数字控制具有可编程性、抗干扰性、不易受硬件老化和环境变化优点,论文基...     

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...     

数字锁相技术在APFC电压采样中的应用

分析了单相有源功率因数校正(APFC)电路电流畸变的原因,提出利用数字锁相环技术解决电流过零点以及峰值畸变的问题。通过旋转坐标变换完成对数字锁相环的建模,同时针对q轴分量的滤波要求,设计数字巴特沃斯滤波器,利用数字锁相环对输入电压进行采样以减小电流失真度,实现功率因数的调节。仿真和实验结果证明了数字锁相环技术在APFC电压采样中的有效性。     

滞环电流控制APFC电路开关频率研究

滞环电流跟踪控制方法由于具有响应速度快和结构简单的优点,在功率因数校正（APFC）电路中有一定应用,然而滞环电流控制的开关频率很不稳定。对滞环电流控制单相Boost型功率因数校正电路进行了分析,利用电路模型得出了电路的开关频率与输出电压、升压电感大小、滞环比较带宽等因素有关。基于Matlab的仿真结果证明了分析的正确性。     

基于APFC电路的UDVR的研究

为了消除无功电流、提高电网功率因数,将有源功率因数校正电路(APFC)应用于可连续运行动态电压恢复器(LYDVR)中.通过控制APFC电路中的开关管可以抑制整流器向系统注入的谐波,并将电网功率因数提高到近似为1.单相APFC电路采用电压外环、电流内环的双闭环控制策略,控制电路简单、成本低.逆变器采用开环控制策略,补偿策...     

新型Boost拓扑结构及其控制策略研究

本文提出了一种新的单相双Boost拓扑结构和相应的系统控制策略,并将其应用于APFC中。系统采用DSP实现全数字控制。分析了主电路的拓扑结构及相应的控制模式,提出了基于数字控制的PFC的实现方法。分析表明,上下双侧PFC电路可以进行独立控制,且双侧直流母线电压分别仅与本侧的控制相关。理论分析和实验结果均表明,该系统具有很高的输入功率因数和较小的输入电流谐波,而且可以获得稳定的直流母线电压。     

四级交错单相APFC的EL模型无源控制

传统线性控制策略的有源功率因数校正器(APFC)电流响应慢,动态性能和均流效果较差。针对以上缺陷,根据四级交错APFC功率电路拓扑结构,建立了电流连续模式下变换器的Eul-er-Lagrange(EL)数学模型,证明了四级交错APFC的无源性,采用状态反馈和阻尼注入的方法设计了无源控制器,并给出了仿真和实验。结果表明,所提控制方案在负载变化范围较宽的应用场合中,电流的动态响应快速,输出直流电压保持不变,很好地实现了APFC的功率因数校正和直流恒压输出功能,均流效果良好,每级APFC的电流偏差低于平均电流的10%。该控制方案不需要比例积分环节,控制简单,对输入电压,负载及系统元件参数的扰动具有较强的鲁棒性。     

大功率单相数字有源功率因数校正的实现

基于DSP TMS320LF2808设计了一种传统有源功率因数校正的数字实现方案,并进行硬件电路设计和参数配置,包括高感值硅钢电感设计;系统地编制了DSP的控制程序,包括电流内环、电压外环的增量式数字PI调节器程序;设计了相应的数字除法器、乘法器和滤波器程序。最后,进行了数字APFC的试验,最大输出功率达到5．0kW,重载效率高达95％,表现出非常好的校正效果。     

基于PDC控制策略的APFC技术

分析了单相有源功率因数校正技术的原理及数字式控制现状,在此基础上提出了基于参考电流、电感电流、输入电压和参考电压的并联占空比控制的单相功率因数校正策略.改变了传统的电压电流双闭环控制策略.采用并联的电流闭环和电压闭环来控制输出电压和相位跟踪,传统占空比相应地被分为2个独立的电流占空比和电压占空比.在PSPICE环境下结合单相AC/DC拓扑进行了电路仿真,结果表明系统输入侧获得了单位功率因数,从而验证了控制策略的可行性.设计了单相AC/DC系统主电路和基于DSP的硬件控制电路,并采用C语言编程实现了单相AC/DC系统的功率因数校正功能.此外,考虑到电感电流的尖峰干扰等现象,采用了电感电流中点检测法使检测点远离开关噪声,保证了电感电流检测的准确性.仿真和实验结果基本一致,实现了系统输入侧的单位功率因数,并获得了期望的直流输出电压值.     

Boost结构单周期控制的有源功率因数校正电路设计

以单相单周期控制Boost结构有源功率因数校正电路为研究对象,分析了有源功率因数校正技术的基本原理,并对其稳定性进行数学分析,同时推导出了单周期控制方程.基于IR1150控制芯片,用简单的电路实现该控制,因无需乘法器和检测输入电压电路,简化了电路.针对300 W实际样机,对整个功率因数校正电路的高频输入电容、Boost...     

基于si8250的有源功率因数校正电路研究

基于数字电源控制芯片si8250设计了有源功率因数校正电路。使用数字控制方式为电源系统提供闭环控制、系统保护和功率管驱动功能，采用电流内环与由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，实现高性能高速度的功率因数校正，与模拟控制相比具有更高的灵活性和可靠性。     

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...     

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。